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創(chuàng)新科技-一諾環(huán)境新型高難廢水處理UED設(shè)備燃爆北京水展
2024-10-11
第十三屆北京國際水處理展覽會(簡稱:北京水展)于10月9日盛大開幕,本次展會匯聚了600多家參展企業(yè)和超過1.5萬件展品,吸引了超過2萬多名專業(yè)觀眾。遼寧一諾環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團有限公司攜公司最新科技成果-UED智能一體化設(shè)備亮相本次水展,引來眾多企業(yè)客戶及環(huán)保同行的關(guān)注。
展會期間,集團總工程師劉金泉在“2024中國煤化工水處理技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展論壇”中發(fā)表演講,演講題目為《UED電催化氧化技術(shù)在“三高”工業(yè)廢水處理中的研究與工程應(yīng)用》,為高難廢水處理提供解決方案。
借此次北京水展之機,本文采取專業(yè)問答的形式,帶您深入了解UED設(shè)備,為您揭開其神秘面紗。
Q:什么是UED智能一體化設(shè)備?
A:UED智能一體化設(shè)備是一類融合了高性能材料、工藝集成、智能電控、智慧云平臺四位一體的高新技術(shù)產(chǎn)品,其本質(zhì)上屬于高級氧化技術(shù)的一種,也是電化學應(yīng)用領(lǐng)域的一個分支,它采用FCD電極(功能導(dǎo)電金剛石)為陽極,在接通低壓電情況下,可瞬間產(chǎn)生大量強氧化性物質(zhì)如羥基自由基(OH·)等,將復(fù)雜的有機分子快速分解并最終轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳和水,其反應(yīng)速率較常規(guī)高級氧化技術(shù)提高3-5倍,且對有機分子的分解更為徹底,是去除各類“三高”廢水(高含鹽、高生物毒性、高濃度)的理想工藝選擇。
Q:UED這個名稱有什么含義?
A:UED是英文Ultimate Electrocatalytic Decomposer的首字母縮寫,意為一種終極的用于分解有機污染物的電催化氧化技術(shù),我們認為該技術(shù)是目前已知的最先進和最清潔的廢水處理技術(shù),故此得名。
Q:電化學氧化技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)有大量的研究,UED與傳統(tǒng)電化學氧化技術(shù)相比,主要創(chuàng)新點有哪些?
A:長期以來,我國眾多的水處理從業(yè)人員和學者對電化學氧化技術(shù)進行了大量的研究,研究的焦點無一例外都集中于電極材料的開發(fā),研究方向基本是圍繞“兩個時間、兩個成本”來開展:兩個時間,一是如何縮短反應(yīng)時間,即提高電極的催化氧化能力和其對污染物的降解能力;二是如何延長使用時間,即提高電極的穩(wěn)定性和對極端條件的適應(yīng)能力,保證其使用壽命。兩個成本,一是如何降低電極的制造成本;二是如何節(jié)約電催化氧化技術(shù)的處理成本。
基于此,一諾環(huán)境研發(fā)團隊經(jīng)過數(shù)年努力,突破了金剛石電極材料合成的核心“卡脖子”科技,打破了美國、日本、德國等發(fā)達國家的技術(shù)壟斷,掌握了FCD薄膜界面生長控制機制,自主研發(fā)出高性能薄膜級FCD多晶體生長系統(tǒng)裝備,開發(fā)出具有極強催化氧化能力和超強穩(wěn)定性能的FCD電極,實現(xiàn)了長期以來困擾人們的時間與成本的相互協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。
Q:什么是FCD電極?
A: FCD的全稱是Functional Conductive Diamond,即功能導(dǎo)電金剛石,它是在傳統(tǒng)摻硼金剛石材質(zhì)的基礎(chǔ)上,通過加入復(fù)合石墨烯等材料,使得其導(dǎo)電性和穩(wěn)定性能得到極大的提升,是目前電催化氧化工藝中理想的電極選擇。
Q:與常規(guī)的高級氧化技術(shù)如臭氧、芬頓、濕式氧化等相比,UED設(shè)備的有哪些技術(shù)優(yōu)勢?
A:與常規(guī)高級氧化技術(shù)相比,UED設(shè)備的優(yōu)勢體現(xiàn)在三個方面:一是氧化能力超強,可以在極短時間內(nèi)通過催化作用產(chǎn)生大量的強氧化劑如羥基自由基,理論上可與所有類型的有機物發(fā)生快速反應(yīng),且反應(yīng)較為徹底;二是清潔,整個過程只需用電,無藥劑消耗,無污泥等二次污染產(chǎn)生;三是反應(yīng)條件溫和,常溫常壓下反應(yīng),反應(yīng)過程安全、可靠。
Q:UED設(shè)備可以去除哪些類型的污染物?
A:由于UED技術(shù)的反應(yīng)機理以電催化氧化為主,因此理論上可以去除所有具有還原性的物質(zhì),包括COD、BOD、氨氮、氰化物、色度等,同時對多種新污染指標如持久性有機污染物(POPs)、內(nèi)分泌干擾物(EDCs)及抗生素等都有較好的去除能力。
Q:UED設(shè)備的反應(yīng)機理是什么?
A:UED電催化氧化技術(shù)降解有機物的途徑包括直接氧化和間接氧化。直接氧化是通過有機污染物吸附在陽極表面以電子轉(zhuǎn)移形式實現(xiàn)有機物的氧化去除,有機物可直接轉(zhuǎn)變成CO2和H2O;間接氧化是通過在陽極表面間接產(chǎn)生自由基等活性中間產(chǎn)物或高氧化性的高價態(tài)金屬氧化物來實現(xiàn)有機污染物的氧化
去除。
圖1 機理示意圖
降解污染物方式:
(1) 直接氧化:污染物在電極表面直接被氧化。
(2) 間接氧化:通過電化學反應(yīng)生成具有強氧化性的中間產(chǎn)物,來間接氧化降解污染物。
Q:UED設(shè)備適用于哪些行業(yè)的廢水處理?
A:我們對各種行業(yè)的生產(chǎn)廢水進行了長期、系統(tǒng)的研究,發(fā)現(xiàn)UED設(shè)備可以處理廢水的范圍非常廣泛,包括各類工業(yè)企業(yè)廢水如醫(yī)藥、農(nóng)藥、精細化工、煤化工、有色金屬、鋼鐵、焦化、新能源(如鋰電)、新材料、印染、食品、白酒、機加工、危廢處置中心及垃圾滲濾液、工業(yè)園區(qū)達標處理與廢水應(yīng)急處理等,但考慮到適用性和經(jīng)濟性,建議在一些高鹽分、高濃度、高生物毒性廢水處理中應(yīng)用,更能體現(xiàn)出其技術(shù)優(yōu)越性和不可替代性。
Q:UED設(shè)備可應(yīng)用于廢水處理流程中的哪些環(huán)節(jié)?
A:UED設(shè)備因其強大的催化氧化能力,可實現(xiàn)與現(xiàn)有工藝流程的無縫銜接,基主要應(yīng)用包括以下三個環(huán)節(jié):一是用于源頭處理,針對一些企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的少量超高濃度廢水,如果與其他廢水混合處理,勢必將增大綜合廢水的處理難度,此時可以采用UED設(shè)備對其進行源頭處理;二是進行生化前的預(yù)處理,針對部分含有高生物毒性物質(zhì)的廢水,可采用UED設(shè)備對其進行預(yù)處理,降解廢水中的生物毒性成分,提高廢水的可生化性,使其能夠滿足生化處理的需求;三是作為出水達標排放的保障措施,針對部分工業(yè)企業(yè)或工業(yè)園區(qū),雖然經(jīng)過一系列處理流程之后出水仍不達標的情況,可采用UED設(shè)備對其進行處理,將COD在數(shù)分鐘時間內(nèi)從200-500mg/L快速降低至30-60mg/L,實現(xiàn)穩(wěn)定達標。此外,UED設(shè)備還可應(yīng)用于納濾或反滲透膜濃縮液的處理,或在廢水進入蒸發(fā)器前去除TOC以提高結(jié)晶鹽的品質(zhì)等。
Q:UED設(shè)備有實際應(yīng)用的工程案例嗎?
A:我們目前在醫(yī)藥廢水、農(nóng)藥廢水、垃圾滲濾液、新材料生產(chǎn)廢水、白酒廢水、危廢處置中心等行業(yè)擁有數(shù)項工程案例,工程規(guī)模一般在5-100m3/d之間。
Q:UED設(shè)備的合作模式有哪些?
A:目前,我們針對UED設(shè)備采取兩種合作模式:一是采取EPC或設(shè)備銷售的模式,為客戶提供項目建設(shè)或系統(tǒng)設(shè)備集成;二是提供以UED設(shè)備為處理主體的一站式運維服務(wù),即全套設(shè)備由我司投資、建設(shè)及運行管理,客戶僅需提供必要的水、電、場地等基礎(chǔ)條件,按實際處理效果及處理水量進行計費,以月度或季度為節(jié)點定期結(jié)算。該模式既解決了客戶初期投資高、資金壓力大的問題,同時充分發(fā)揮出UED智能一體化設(shè)備處理“三高”廢水的卓越性能,而且,我們還鄭重承諾“處理不合格不收費”,使客戶的合法權(quán)益得到充分保護,一舉多得,是徹底解決客戶廢水處理難題的理想選擇。
Q:總結(jié)一下UED設(shè)備有哪些優(yōu)勢?
A:UED設(shè)備的主要優(yōu)勢包括以下幾點:
(1) 廣譜
普遍適用于各行業(yè)高難度廢水處理,且能耐受極端的原水條件(如高鹽、高生物毒性、高濃度)。
(2) 高效
超強的催化氧化分解能力,極短時間內(nèi)實現(xiàn)有機分子的破環(huán)、斷鏈反應(yīng)。
(3) 靈活
源頭處理、預(yù)處理、達標保障,可與常規(guī)工藝無縫銜接。
(4) 清潔
只需用電,無二次污染,常溫常壓運行。
(5) 便捷
標準模塊裝備,無需土建及其他構(gòu)筑物,生產(chǎn)、安裝、維護極度便捷。
Q:UED設(shè)備目前在推廣與應(yīng)用中的最大問題是什么?是如何解決的?
A:目前,我們在推廣UED設(shè)備的過程中,發(fā)現(xiàn)它對于絕大多數(shù)“三高”廢水均具有卓越的處理效果,基本都可滿足用戶的處理需求。最大的問題在于其設(shè)備投資與運行成本相較傳統(tǒng)工藝,仍顯得有些高,這也在很大程度上限制了該設(shè)備的推廣應(yīng)用。
針對這一問題,我們一方面在不斷優(yōu)化電極的生產(chǎn)工藝,以期降低電極成本;另一方面也在嘗試將UED設(shè)備與其他工藝進行有機組合,充分發(fā)揮低成本技術(shù)的最大潛能,把最難處理的部分留給UED來處理,降低整體處理成本。相信隨著項目數(shù)量的增加和在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用的普及,我們的材料成本、加工成本等都會有一定幅度的下降,設(shè)備整體的投資也會逐步降低。
Q:展望一下UED設(shè)備在水處理行業(yè)的應(yīng)用前景
A:任何一項技術(shù)在行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用,一個最重要的前提是要找到其準確定位與價值提供。從這個角度來講,UED設(shè)備從研發(fā)之初就致力于“三高”廢水的處理,并能在很多實際的應(yīng)用場景解決當前其他技術(shù)解決不了的難題,因此可以說具備了在行業(yè)應(yīng)用與發(fā)展的必要條件。技術(shù)層面的問題解決了,剩下的就是如何降低投資與運行成本的問題,這中間一定是需要一個過程,這個過程或長或短,但從長遠看,UED設(shè)備在高難度廢水處理方面無疑具有極為廣闊的應(yīng)用前景。