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【最新】环境技术发展以及重点领域

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【最新】环境技术发展以及重点领域_第1页
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经过 30 多年的研究开发,我国环境保护技术与国外先进水平差距不断缩小,部分技术已达到国际先进水平总体而言,对常规污染物的治理技术、装备、材料等基本能够满足环境保护要求,但自主创新能力不强,一些重点领域的关键技术长期没有取得突破,制约行业发展的关键设备和材料仍依赖进口1.水污染治理技术1.1 技术发展水平评价技术发展较快,总体水平有了显著提升,但与发达国家仍有较大差距;城市污水处理已基本满足环境保护需求,但缺乏经济、有效的污泥处理处置技术;部分工业行业的高含盐、高氨氮、高含硫等高浓度废水难降解的处理技术还难以达到稳定达标的基本要求;配套设备和材料的质量普遍较差,部分仍依赖进口;Pops 等特殊污染物的控制技术仍处于起步阶段1.2 重点领域技术现状1.2.1 城镇污水治理目前我国已经基本形成了以氧化沟、序批式活性污泥法(SBR)和厌氧-缺氧-好氧法(AAO)为代表的城镇污水处理三大主流工艺技术,全面掌握了各种规模城镇污水处理厂的工程设计、施工安装、调试运行等技术,积累了比较丰富的工程经验和运行管理经验,提高了城镇污水处理机械设备的制造水平,完成了上千座城镇污水处理厂的建设同时,城镇污水处理成套技术和成套装备已开始向第三世界国家出口。

存在的主要问题:目前处理效果好、效率高的工艺,普遍存在投资大、运行费用高、占地大、能耗高等问题,缺少具有自主知识产权的、投资小、运行省、占地少的先进实用的技术;生物脱氮除磷工艺技术复杂,去除率较低、稳定性较差;污泥处理处置技术已成为污水处理的瓶颈1.2.2 农村水污染治理近几年来,农村生活污水、养殖业废水治理以及农村饮用水安全得到了充分重视以自然处理和生物处理为基础的人工湿地、土地处理、小型污水处理成套装置、沼气池等技术和装置,已经在一些地区的农村生活污水处理上得到了因地制宜的示范应用,但是这些技术的应用还存在投资较高、维护较复杂等问题,很难在广大农村推广,因此亟待开发一批经济实用、操作管理简便的农村生活污水处理技术畜禽养殖废水治理工艺较成熟,通常以厌氧发酵技术为核心,根据养殖规模、粪污收集方式、当地的自然地理环境条件以及排水去向等因素,选择“综合利用 ”或“达标排放” 的工艺路线 农村饮用水安全主要存在高砷、高氟、苦咸和水质污染四类问题,前三类问题基本可以通过混凝、沉淀、吸附、纳滤等物化技术解决,水质污染则主要采用生物接触氧化、活性炭吸附和臭氧-活性炭吸附等技术1.2.3 重污染行业废水治理造纸、纺织等重污染行业的废水产量大、浓度高、难降解,处理难度高。

常规处理技术难以确保稳定达标,清洁生产与末端治理相结合的污染综合控制技术,已成为 工业废水治理的主导技术路线末端治理方面,主要采取生物处理工艺(厌氧+好氧生物处理工艺,或单独的好氧生物处理工艺),并配合使用高级氧化、高效分离等物化法深度处理技术1.2.4 水体污染修复河、湖富营养化修复技术主要是在人工辅助条件下重建以大型水生植物为主导的水生态系统,恢复水体自净功能,修复受污染的水体除此之外,在水华监控、去除藻类、改善底泥等方面尚存在技术空白城市景观水体污染修复主要以截污、清淤、疏通、引入新水等工程措施为主,配合种植水生植物和定期喷洒高效药剂达到改善水质的目的1.3 研究开发热点1.3.1 膜生物反应器膜生物反应器技术由于具有传统活性污泥法工艺无法比拟的优点,近几年来,其研究与应用已成为广泛关注的热点下一步的研发重点有: ①寿命长、强度高、抗污染、价格低的膜材料和处理能力大、能耗低的膜组件;②针对成分复杂的 工业废水,探索更为有效和简便的方法控制和减缓膜污染;③进一步降低膜生物反应器的运行能耗;④优化整体工艺,保证处理效果和稳定运行1.3.2 生物脱氮、除磷技术城镇污水处理厂排放标准的提高,要求大量污水处理厂进行升级改造,从而引发了对生物脱氮、除磷技术的强烈需求。

近年来,研究开发了短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、同步硝化反硝化等生物脱氮新技术和具有“一碳两用” 优点的反硝化除磷技术,但都较少用于生产实践基于好氧颗粒污泥的污水脱氮除磷新技术也仅处于实验室研究阶段生物脱氮除磷技术的发展方向主要体现为:节省曝气量、节约运行成本、降低温室气体释放、减少剩余污泥排放以及实现氮磷回收等1.3.3 好氧与兼氧生物膜反应器由于 工业废水处理的难度和对污水脱氮要求的提高,新型好氧与兼氧生物膜反应器得到了迅速的发展新型反应器利用缺氧区的反硝化和水解功能来强化反应器的脱氮和分解水中难降解有机物的效果,其中比较突出的是内循环三相生物流化床、移动床生物膜反应器和膨胀床生物膜反应器 目前的研究重点是①微生物在载体表面的固定机理;②有利于微生物生长和附着、相对密度接近于水的载体材料1.3.4 高级氧化为满足有毒、难降解 工业废水的处理要求,湿式催化氧化、臭氧氧化等高级氧化技术的研发一直比较活跃湿式催化氧化的研发热点主要集中在①常温常压下的湿式催化氧化技术;②高效、廉价、稳定催化剂的制备、筛选和评价臭氧氧化的电耗是其实际应用的技术瓶颈,研发的重点是降低能耗1.3.5 污泥处理处置焚烧技术研究已近 30 年,相继开发出回转窑式和循环流化床式专用焚烧炉,但依然存在工艺研究设计与设备开发制造严重脱节的问题,在设计和制造、自动控制、尾气净化等方面与国外先进水平尚有不小的差距。

热干化技术与设备的研发在我国刚刚起步,仅有不足1%的污泥采用进口的流化床干燥器和带式干燥器等进行干化处理干馏是当前国际上一种处于发展中的能量回收型污泥热处理技术,国内尚处于技术机理探索和实验室小试阶段生物质能回收利用主要是利用污泥厌氧消化产生的沼气,目前的研发方向是提高消化池的混合程度、消化池容积利用率、产气率与能源回收率,尽量减少污泥体积、污泥运输量大型污水处理厂利用厌氧消化沼气发电或用作干化焚烧厂热源将会有良好的经济和环境效益2.大气污染治理技术2.1 技术发展水平评价电除尘器的装备水平已达国际先进水平,产品出口到包括西方发达国家在内的 30 多个国家和地区袋式除尘方面,已开发出满足不同需要的工艺,大型脉冲袋式除尘器及滤袋缝制技术等已达国际先进水平,但耐高温滤料仍依赖进口我国已拥有 30 万千瓦火电机组的自主知识产权烟气脱硫技术,石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺中的主要设备国产化率已达 90%以上在工业挥发性有机污染物控制方面,吸附回收技术、催化氧化技术取得到了一定的应用,技术水平与国外先进水平尚有一定差距在机动车污染治理技术领域,汽油车、柴油车??技术已基本实现国产化,但技术水平与发达国家基本相差一个标准等级或 4 年时间。

我国在脱硝技术开发应用、有毒有害气体控制、柴油车污染物控制、高温滤料生产等技术设备领域,还处于发展应用前期,在重金属污染、二恶英和其它持久性污染物控制技术方面还处于研究开发起步阶段2.2 重点领域技术现状2.2.1 电除尘在本体技术方面:对电极配置、气流分布、振打方式等进行了研究和改进,开发应用了移动电极电除尘器、转炉干法圆筒型电除尘器等新型电除尘产品,此外,对微细粉尘效果明显的电凝聚电除尘器也已进入应用性试验阶段采用实验与数值模拟相结合的方法针对电极结构和极配、气流分布、振打清灰方式及系统截荷能力等进行了整体优化开发了“电除尘模拟、仿真设计软件”、 “电除尘器本体技术开发软件 ”等与电除尘技术相关的应用软件,为提高电除尘的技术水平打下了坚实基础在电源方面:研究开发了高频开关电源、高压脉冲供电电源、三相晶闸管控制高压硅整流直流电源等新型高效电源,结合先进的自动监控系统,在保证除尘效率的同时,还达到了节能控制的目的此外,大功率开关电源(SMPS)技术正逐步成熟,部分已在工程应用,效果良好2.2.2 袋式除尘规模和应用:脉冲除尘器和反吹风除尘器的大型化趋势明显水泥行业袋式除尘器处理风量已达到2×106m3/h,钢铁行业 1×106~2×106m3/h 的袋式除尘器也越来越多,燃煤电厂 300MW机组的锅炉也开始采用袋式除尘器或电-袋除尘器,烟尘排放浓度达到 30mg/m3 以下。

长袋低压脉冲袋式除尘技术已成功用于煤磨系统的收粉工艺滤料和纤维:在低端滤料中,玻纤连续布、玻纤膨体纱、涤纶针刺毡、聚脂 729 机织布等实现了国产化在高端滤料中,钢铁工业除尘应用的氟美斯复合滤料、水泥工业磨机除尘应用的玻纤覆膜滤料等以国产产品为主导,而水泥窑窑尾、燃煤锅炉、垃圾焚烧等应用的玻纤覆膜滤料、聚酰亚胺纤维(P84)针刺毡、聚苯硫醚纤维(PPS)、聚四氯乙烯(PTFE )等仍以进口产品为主总体而言,玻纤滤料的发展落后于合成纤维滤料的发展水平脉冲阀:脉冲阀与国外同类产品相比仍有差距,部分依赖进口但随着研发的深入,国产脉冲阀产品质量大幅提升,8~14 吋大口径脉冲阀已开发出样品,即将批量生产自控技术:袋式除尘器的自动控制已经普遍采用 PLC 或工控机,不仅实现对除尘器的运行参数(如压差、温度)的实时控制,而且还可作为集散系统的终端设备与主机进行数据通讯,接受远程控制2.2.3 燃煤烟气脱硫和氮氧化物控制脱硫:主要工艺是石灰石-石膏法,其次是烟气循环流化床法石灰石-石膏法已具备了承接 1000MW 大型火电机组脱硫工程设计、设备制造及总承包能力,除 600MW 及以上机组配套的大型除雾器、脱硫喷嘴、部分泵、阀以外,其它设备均可国产化。

烟气循环流化床法在引进的基础上已经实现了国产化应用,包括 10 多套当今世界上最大容量(300MW 机组),目前该技术已应用于 600MW 机组此外,我已开始尝试在烧结机脱硫领域应用该技术氮氧化物控制:我国燃煤氮氧化物控制技术的研发和应用尚处于起步阶段,投运的脱硝装置还不多,投运的机组还未经过长期稳定连续运行的考验此外,SCR 工艺使用的催化剂目前仍主要依赖进口,是限制进一步工程化应用的关键所在随着国家对氮氧化物控制的日趋严格,对脱硝技术的需求将会大大增加 燃煤氮氧化物控制技术分为低氮技术和烟气脱硝技术两类,低氮技术是我国燃煤氮氧化物控制的基本技术,烟气脱硝是对低氮技术的补充,适合于环境敏感、对排放要求较严的地区2.2.4 工业挥发性有机物治理我国对工业有机污染物(VOCs )排放的控制与治理起步比较晚,排放标准的制订滞后,治理技术水平较低,与发达国家相比存在较大的差距目前在我国工程化应用较好的 VOCs 治理技术有吸附回收、催化燃烧、蓄热燃烧(RCO)、生物净化,以及吸附和催化集成的吸附浓缩/催化燃烧技术等 2.2.5 机动车污染防治从污染防治技术来看,对机动车污染的控制仍然主要体现在对新车的排放控制技术方面。

目前汽油车的主要核心技术仍然是电喷发动机配置三元催化转化器随着排放标准的不断加严,这种基本配置的控制水平得到了 50%以上的提升;同时,车载诊断系统(OBD)技术对车辆排放控制装置达标使用的监测也起到一定的作用相对而言,柴油车辆的问题较为严重,氮氧化物和颗粒物污染大,特别是在用车辆,基本上没有有效的防治方法2.3 研究开发热点2.3.1 电- 袋复合除尘技术该技术将电除尘和袋式除尘的优点相结合,利用电除尘器的第一个电场将烟气中 80%以上的粉尘收集下来,然后进入袋式除尘器,大大减轻了粉尘对滤袋的磨损,提高了过滤风速、延长清灰周期 电-袋复合除尘技术的除尘效率不受煤种、烟气工况、飞灰特性影响,排放浓度可以长期高效稳定在 30mg/m3 以下该技术特别适合于对老机组或其它现有除尘器的技术改造,国家“十一五”863 计划课题已安排了项目开展其大型化开发研究2.3.2 滤料和纤维生产技术重点开发 PTFE 和 PPS 特种纤维,提高其性能和品质,并降低生产成本和销售价格,努力开拓适应电力、水泥、垃圾焚烧领域的高端滤料市场,促进高端滤料国产化,进一步降低袋式除尘初始投资和更换滤袋的费用重点开发玻纤膨体纱和玻纤覆膜滤料。

提高拉丝、织布、后处理技术和覆膜技术水平,重点开拓燃煤锅炉、水泥回转窑窑头、窑尾和垃圾焚烧炉的。

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