“資源化”技術破解氨氮污染困局

　　2007年，氨氮是長江、黃河、海河和遼河的首要污染物，同時也是珠江和淮河的主要污染物。2008年重點流域水污染防治專項規劃考核結果表明，海河、遼河、三峽庫區及其上游、黃河中上游等流域大部分斷面氨氮超標，太湖、巢湖、滇池等流域氨氮達標率也偏低。2009年《中國環境統計年報》顯示，我國廢水中的氨氮排放總量已達122.6萬噸，相當于受納水體環境容量的4倍左右；而其中化工、有色等以高濃氨氮廢水為主的8個行業氨氮排放量占全國工業氨氮排放總量的85.9%……

　　環境保護部環境規劃院副院長吳舜澤撰文表示：“氨氮作為主要超標污染物在七大水系中出現頻率非常高，氨氮污染是全國性的污染問題。”在今年10月召開的中共十七屆五中全會上通過的“十二五”規劃建議中，氨氮已成為繼COD后的全國主要水污染物排放的約束性控制指標。

　　這將是一個強制性的標準，但氨氮廢水排放企業如何擺脫困局？

　　調查顯示，我國化工、有色等以高濃氨氮廢水為主的8個行業的氨氮排放量占全國工業氨氮排放總量的85.9％，而這些廢水處理情況不容樂觀。

　　“資源化處理技術是一條全新的氨氮廢水處理路徑，可以使氨氮污染物削減率和利用率均大于99%，而以往全國工業廢水的氨氮去除率平均不超過68%。”中科院過程工程研究所助理研究員劉晨明在接受《科學時報》記者采訪時表示。

　　由中科院過程所、天津大學研發的“863”計劃項目成果“高濃氨氮廢水資源化處理技術與工程示范”提供了破解氨氮污染困局的新方法。近日，這一技術在北京通過了中國環境科學學會組織的成果鑒定。

　　“目前氨氮廢水處理的方法主要有‘吹脫法’、‘生物法’等，但這些方法都存在很大缺陷。”劉晨明解釋，吹脫法即將氣體通入水中，使氣液相充分接觸，使水中溶解的游離氨穿過氣液界面，向氣相轉移，從而達到脫除氨氮的目的。這需要空氣作為處理過程的載體。

　　劉晨明表示：“‘吹脫法’存在二次污染問題，廢水是處理完了，但排放了有毒氣體。而在‘生物法’中，微生物往往不足以降解高濃度氨氮廢水，有時所加入的微生物還面臨被‘毒死’的危險。而使用‘高濃氨氮廢水資源化處理技術’則不存在這些問題。”

　　中國工程院院士金鑒明、中國工程院院士張全興等鑒定組專家表示：“項目組研發的以高效低能耗精餾為基礎的高濃度氨氮廢水的資源化處理新工藝，和研制適合氨氮廢水處理的高效精餾塔關鍵設備，是新技術的核心所在。”

　　中科院過程所研究員曹宏斌表示：“這些核心技術基于氨與水分子相對揮發度的差異，通過在精餾塔內進行數十次氣液相平衡，可以將氨氮以分子氨的形式從水中分離，然后以氨水或液氨的形式從塔頂排出。經過這一過程，脫氨后的廢水氨氮濃度可降至10毫克/升以下，達到國家一級排放標準（小于15毫克/升）。”

　　新技術的一個關鍵詞是“資源化”，這是以往氨氮廢水處理技術沒有實現的。

　　“精餾塔處理后的氨水或液氨從塔頂排出后，即被冷凝器冷卻到常溫成為高純氨水進行回收。這一過程使氨氮資源回收率超過99%。”劉晨明解釋說，“氨氮以氨水的形式回收，氨水可以直接作為生產原料使用，實現了污染物的資源化，這相對于傳統技術節能40%。其運行成本受水質影響，在5～20元/噸范圍內波動。”

　　劉晨明表示：“雖然采用‘高濃氨氮廢水資源化處理技術’可能會使企業初期投資高出30%，但在處理過程中，收支抵消后，有些企業每處理1噸廢水還能夠盈利2～6元。而傳統的處理技術無法回收氨水，因此沒有盈利。所以，‘高濃氨氮廢水資源化處理技術’在具有良好環境效益的同時，也具有良好的經濟效益。”

　　不管什么技術，企業能用才是硬道理。劉晨明說：“經過實踐證明，傳統的精餾處理技術在企業應用過程中難以實現長期免維護運行，原因是廢水在處理過程中容易結水垢。新技術開發出高溫、高堿條件下專用阻垢分散劑，一舉解決了這一問題，使維護周期大大延長。”

　　據曹宏斌介紹，目前項目組利用該技術已在天津、福建、遼寧、吉林、廣東、湖南等地建成7套處理規模為100～400噸/天的示范工程，全部穩定運行。這項技術將主要應用于冶金、化工、食品加工等行業的氨氮廢水處理，而這些行業產生的氨氮廢水量占全國總排放量的一半以上。

　　目前，作為處理高濃度氨氮廢水的首選技術，“高濃氨氮廢水資源化處理技術”已被環保部列入2010年《國家先進污染防治示范技術名錄》。