再生粉末活性炭：湖北君集污水深度“整容”

本刊记者 李孟

再生粉末活性炭：湖北君集污水深度“整容”

本刊记者 李孟

“从污水处理厂出来的水，清得像溪流水。”近两年，只要到过浙江省绍兴市嵊新首创污水处理厂的人，无不眼前一亮。要知道，浙江绍兴的嵊州市，是全球最大的领带之乡和丝针织服装重要的生产基地，仅领带服装年产值就达164.24亿元。

2014年底，日排放量超过15万吨的绍兴嵊新首创污水处理厂，率先采用再生粉末活性炭深度处理污水的工艺技术，破解了印染污水这个世界级难题，嵊州工业园区23家印染企业、11家造纸企业和14家其他企业的工业废水都要在此处理。

作为目前国内最大的印染污水处理项目，怎样的“神器”才能达到绝佳效果？

现状堪忧 任重道远

绍兴印染布匹年产量约为202亿米，超过全国的1/3，但印染产业也给绍兴水质带来巨大压力，每印染加工一吨纺织品，需耗水100吨至200吨，其中近90%会成为废水。

嵊新首创污水处理有限公司承担着嵊州、新昌两地企业生产污水和城镇生活污水的集中处理、达标排放任务。由于进水水质不稳定等原因，排入剡溪时，水体颜色明显区别于上游来水，形成明显色带。

2014年3月起，湖北君集水处理有限公司（以下简称“君集环保”）投资1.6亿元，对嵊新污水处理厂一期全面实施提标改造工程，并于2014年12月31日开始试运行。提标改造时，嵊新污水处理厂采用粉末活性炭吸附工艺，开创了国内大型的污水处理厂实行活性炭工艺改造的先河，只用了短短92天时间，就建成了日处理污水15万吨的设施，出水标准稳定达到地表水4类标准。

自通水以来，提标工艺运行良好，出水效果满足了工程设计要求，出水COD低于50mg/L，色度从30倍甚至更高降低到15倍，其他主要指标也均达到一级A排放标准。升“A”完成的同时，还配合造纸行业的中水回用技术，为仙岩造纸园区提供生产用水。

一级A的水质什么样？从指标上来说，COD下降16.7%，主要悬浮物下降一半以上，氨氮、总磷下降30%以上。用肉眼看，清澈透明，几乎和干净的水没什么区别。最直接的区别在于，一级A水直排入江入河，水体净化速度明显快于一级B，对改善地表水水质影响很大。

整个嵊新厂区，除了进水口处有稍许臭味，其他地方几乎闻不到任何臭味。为能更清晰直观了解水质的变化，公司技术人员还分别从污水入口处、处理后达到一级B标准、达到一级A标准这3处出水口提取3类不同的水进行观察，可清楚看出水质从混浊到清澈的变化。水处理结果，从专业的数据看，主要是CODcr由60控制在50以内，氨氮由8控制在5以内。

粉末活性炭——“爱恨”交加

这一想法的爆发源于哪里？据了解，很多工业企业像塑料、石油行业，有不少化学成分在里面，生化方法都不足以净化，粉末活性炭处理污水不是新技术，但要大规模应用，首先必须降低污水中的悬浮物，还要解决过水量小的问题。

为了掌握粉末活性炭的吸附效率、过水流速、炭层的最佳设计高度，君集环保经过11796次过滤之后，终于获得了理想数据。有了理想的粉末活性炭过滤数据，在通行的过滤罐的基础上，公司设计了一种适应粉末活性炭的全新的连续式粉末活性炭过滤罐，可以不间断地长时间工作，一个过滤罐24小时过滤1万吨污水。

而在污水通过粉末活性炭过滤之前，首先在污水中投放某些物质助滤，通过板框，去掉污水中的悬浮物，也就是污泥。在嵊新污水处理厂，1万吨污水大约产生3吨污泥，仅为其他污水处理工艺的1/10。

从污水流入，加助滤剂，一级过滤，加粉末活性炭，二级过滤，全过程不到30分钟，流出来的水清澈透明，部分指标达到或超过地表Ⅲ类水标准。可以说，时间优势也成为其中一大亮点。

活性炭的吸附效果众所周知，粉末活性炭和颗粒活性炭的区别则在于吸附面积。如果颗粒活性炭是一个足球，粉末活性炭就是把足球分解成的若干个乒乓球，这些乒乓球的表面积可能是足球面积的上百倍，吸附效率大大提高。君集通过7年的努力，利用生物再生和热再生各自优势，不但实现粉末活性炭低成本、无害化再生，而且从源头破解传统污水处理“治水不治泥”的顽疾。

就是这样一项惹人青睐的技术，它也有“软肋”：价格昂贵。优质椰壳炭近万元一吨，二手粉末活性炭也要五六千元一吨。就全国而言，每年活性炭产量约60万吨，如何高效回收利用活性炭成为眼前不得不解决的困难。

为了让使用过的粉末活性炭再生，重新使用甚至反复使用，君集环保的专家团队们查遍国内外文献，从实验室到大规模的生产运用，前后花费几千万元。

2008年，在经过6次设备迭代后，公司终于找到粉末活性炭的再生方法，为了降低活化成本，工程师又设计了一种全新的一体化活性炭再生炉，能耗降低了40%，产量提高了1倍。在活化的过程中，吸附的有机物也变成了活性炭，吸附效果比新炭的效果好，因为炭的孔径彻底被打开。

在项目中，君集环保创新性的使用高密度粉末活性炭技术，利用活性炭的广谱吸附性，实现了最理想的去污效果。而对于使用一段时间后的活性炭，他们又发明了更为先进的技术，对这些活性炭进行再活化处理，再次活化处理的活性炭，其功能可以恢复99%以上。再次活化活性炭时产生的二氧化碳则注入污水中，降低污水的pH值。

换“面孔”——提标改造

一般来说，污水处理厂升“A”要新建一个污水深度处理的新单元。如果在空地上新建，只是管道切割，对污水处理厂整体运行影响不大，但如果污水处理厂之前的布局就比较紧凑，是就地改造，会产生较大的影响甚至要暂停污水处理厂，时间跨度可能是几个月之久。

从B到A的跨越前后需要叠加的投资有哪些呢？据业内人士给出的计算模型来看，一个污水处理厂从一级B排放标准到一级A排放标准的追加投资，等于该处理厂原始投资成本的50%到70%。

以一座平均处理能力为4万立方米/日的污水处理厂为例，一级B污水处理厂基础建设投资约为6000到8000万元，其升至一级A的追加资本为3000到5600万元。

追加投资最后有两种结果，一是污水处理费的上涨，二是由政府买单。一级A对于污水处理厂出水水质还会有更高要求，这也意味着每一步的提质，投入资金额将越来越高。就像百米长跑一样，专业运动员每提高0.01秒，背后是成倍的付出。

因此，如何经济高效地“升A”，成为了污水处理厂当前急需解决的问题，每个污水处理厂处理一吨污水的成本都不同，使得污水处理厂在工艺选择上的成本考量显得尤为重要。

君集环保巧妙用氮磷控制技术、助滤技术、污水处理智能运行技术等，自主研发的工业废水、生活废水治理和湖泊修复的多项核心技术，已获得了19项各类专利。该工艺显现的优势就是，同样的处理能力，占地仅是原来的1/6，处理一吨污水的成本不到两元钱。