【摘要】最近,水專項(xiàng)的兩個(gè)重要攻關(guān)課題:“飲用水處理用PVC膜組件”和“非玻璃介質(zhì)大型臭氧發(fā)生器”,通過了住建部的驗(yàn)收。中國水處理企業(yè)研發(fā)的新材料,也讓他們成為世界龍頭。
一天下幾次傾盆大雨,夏天的海南島不會(huì)缺水。但直到最近,許多村子還沒解決喝水問題?!按謇锏木軠\,不是深層地下水,所以土壤污染不可避免?!痹诔芜~縣的楊昆村,水廠技術(shù)員陳康告訴我們,這里飲用水微生物超標(biāo),比如大腸桿菌太多,有些人喝了會(huì)拉肚子。
遠(yuǎn)離城區(qū)的楊昆村本來建不起自來水廠,如今使用了新技術(shù)——“超濾膜”,1200位村民得以喝上達(dá)標(biāo)的飲用水。這得益于國家“水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)”科研計(jì)劃的資助。
最近,水專項(xiàng)的兩個(gè)重要攻關(guān)課題:“飲用水處理用PVC膜組件”和“非玻璃介質(zhì)大型臭氧發(fā)生器”,通過了住建部的驗(yàn)收。中國水處理企業(yè)研發(fā)的新材料,也讓他們成為世界龍頭。
PVC造濾膜,小村也能建水廠
記者在海南現(xiàn)場看到,“膜”水廠占地很小,所有的水處理設(shè)備,容納在一間30平方米的房子里,并不復(fù)雜。井水進(jìn)入過濾裝置,出來就是干凈水,抽到房外的水塔上。過濾設(shè)備是一群不銹鋼“圓柱”,這些圓柱高2米,直徑大概在20公分左右。
拆開看,圓柱包裹的是一大束“蘭州拉面”——幾百根“面條”并在一起,“面條”是中空的,水從中流過去?!懊鏃l”就是“膜”,表面密布看不見的孔隙,水分子可以通過,稍大的分子就過不去了。在壓力下,干凈水滲出了膜,而順著“面條”被排掉的是廢水。
為了不讓微顆粒,比如水中的膠質(zhì)堵住孔隙,每隔一段時(shí)間,比如幾個(gè)小時(shí),機(jī)器會(huì)反方向壓水,把濾膜清洗一下。
據(jù)立昇公司介紹,因?yàn)槭褂米钇胀ǖ挠袡C(jī)材料PVC,而非膜生產(chǎn)商一般青睞的PVDF,所以立昇的膜便宜得多,因此能低成本地生產(chǎn)凈水。他們世界獨(dú)一的核心技術(shù),就在于用PVC做出合格且安全的膜。立昇公司總經(jīng)理陳良剛說,他們的膜生產(chǎn)基地就設(shè)在海南,這里的溫度、濕度和潔凈都很適合生產(chǎn)膜。
過去兩年,海南各地建起了276個(gè)“膜”水廠,讓60萬人喝上了干凈水。楊昆村的水廠每天出水200噸,算是比較小的,其他項(xiàng)目的供水人群大都為幾千人的村鎮(zhèn)。而在西沙群島的永興島上,也建起了一個(gè)供1000人吃水的膜水廠。
記者走訪了昌江縣烏烈水廠,這里抽取河水,給3萬5千人的鎮(zhèn)子供水。此處設(shè)備結(jié)構(gòu)跟楊昆村水廠一樣,差別只是過濾用的“圓柱體”更多,是村水廠的10倍規(guī)模。有些水廠還多了用藥劑處理金屬離子的環(huán)節(jié)。
據(jù)介紹,海南近兩年新建了276個(gè)水廠,投資1.3億元,都是由海南省政府和縣政府掏錢,立昇公司出技術(shù)??傮w算下來,每天能出水10萬噸。
新材料放電,臭氧消毒更便宜
青島國林公司的新裝備,則用更少的能量,制造出更多臭氧,以便凈化水和煙氣。在國林公司的車間里,一根兩米多直徑的管道里,藍(lán)色電光不時(shí)閃現(xiàn)。技術(shù)人員告訴記者,這是臭氧的新式制造器。
關(guān)心大氣環(huán)保的人知道,高濃度的臭氧是一種污染物,但用對了地方,它卻能降污消毒。通過閃電的激發(fā),三個(gè)氧氣原子(O2),變成兩個(gè)臭氧原子(O3)。這就是雷雨后,或者電器旁有臭氧味道的原因。臭氧的氧化性很強(qiáng),可以用來“燒掉”微生物和有機(jī)污染顆粒,而且沒有副作用,可以很方便地為食物、水、房間、廢氣消毒。
但是,臭氧的制造比較麻煩。過去是用一種玻璃管放電的辦法。記者在國林公司看到,這種技術(shù)是在直徑一米的中空管內(nèi),插進(jìn)上百根指頭粗細(xì)的玻璃管,玻璃管里包裹著電極,跟外部電極形成放電。氧氣在流動(dòng)過程中,大概有超過十分之一被放電轉(zhuǎn)化為了臭氧。這也是目前主流的臭氧制造技術(shù)。
但是玻璃管設(shè)備比較嬌氣、敏感。它對氣源的要求高;而且個(gè)別管子壞了,往往得停機(jī)檢修,耽誤事。為此,國林公司研發(fā)出一種更“皮實(shí)”的放電管,它使用的是非玻璃的材料。
在制造車間里,記者看到,新式的放電管,是一個(gè)的膠囊狀的管子,大小仿佛像哈密瓜。它們成排吊起來,被噴上藍(lán)色的涂料。技術(shù)人員告訴記者,胚體材料是碳鋼,而涂料則是特殊釉料的搪瓷。
附著層、介質(zhì)層、絕緣層的材料都不相同,研發(fā)者面臨的一個(gè)工藝難點(diǎn),是怎樣噴涂和燒制均勻,這會(huì)大大影響臭氧反應(yīng)的效率。新的放電管成功后,每生產(chǎn)一千克臭氧,電耗不高于10度。研發(fā)人員還配合以一些新技術(shù),比如新材料的曝氣盤,它可以更好地混合臭氧和水。
這種便宜又穩(wěn)定的臭氧源,已被用在全國各地的自來水廠里,反饋良好。
水專項(xiàng)助推,中國企業(yè)領(lǐng)跑全球
為了應(yīng)對日益嚴(yán)重的水污染,2009年3月國家啟動(dòng)水專項(xiàng)。其中,“城市水污染控制”和“飲用水安全保障”兩個(gè)主題,重點(diǎn)攻關(guān)臭氧發(fā)生器設(shè)備和水處理用膜材料及裝備,以替代同類進(jìn)口產(chǎn)品。
據(jù)住建部介紹,包括以上課題在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,已有相當(dāng)一部分順利結(jié)題,形成了批量生產(chǎn)能力,并形成一些城鎮(zhèn)水務(wù)重大裝備產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),推動(dòng)了中國水務(wù)技術(shù)的發(fā)展。部分產(chǎn)品性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
比如國林公司,依靠不斷開發(fā)新技術(shù),已成為世界最大的臭氧設(shè)備商之一。董事長丁香鵬介紹說,他們的用戶既包括諸多知名飲料企業(yè),也包括游泳館、酒店和火電廠。臭氧主要用來為水消毒,也可以用在煙氣脫硫脫硝,還有醫(yī)藥化工的制造中。他預(yù)測,隨著臭氧生產(chǎn)成本的下降,更多工廠將轉(zhuǎn)用臭氧。
而在海南如此大規(guī)模地使用超濾膜技術(shù)為農(nóng)村供水,在全球也是絕無僅有的。記者了解到:楊昆村水廠花了15萬元,而生產(chǎn)費(fèi)用(主要是電費(fèi)),每噸水在7分到一毛五之間,這是全球競爭對手難以企及的低價(jià)。技術(shù)員說,運(yùn)行13個(gè)月來看,還沒出過問題。這間水廠無人值守,一般是依靠感應(yīng)器來遠(yuǎn)程監(jiān)控。設(shè)備的不同部分上寫著不同編號(hào)?!敖Y(jié)構(gòu)簡單,不會(huì)出復(fù)雜的問題。如果出了問題,我們會(huì)遠(yuǎn)程指揮檢查,告訴村民應(yīng)該動(dòng)哪個(gè)閥門。”一位立昇公司的經(jīng)理稱之為“傻瓜化水廠”。這也是他們在全球領(lǐng)先的技術(shù)。
參觀海南的膜水廠后,水處理專家李圭白院士表示:“超濾膜孔徑只有10納米級(jí),比水中最大的微生物病毒還小,可將水中包括致病微生物在內(nèi)的全部微生物都除去。” 他認(rèn)為這種水廠可以在全國推廣。
“我最近訪問美國,有美國專家告訴我:中國這方面的應(yīng)用比美國領(lǐng)先10年。”立昇公司陳良剛說。2012年7月實(shí)施的生活飲用水衛(wèi)生新國標(biāo),將35項(xiàng)檢測指標(biāo)提高至106項(xiàng)。傳統(tǒng)的“混凝、沉淀、過濾、消毒”工藝水廠面臨挑戰(zhàn),尤其是濁度和微生物更難以達(dá)標(biāo)。而水專項(xiàng)推動(dòng)的技術(shù)革新,可能從根本上消除這一隱患。
相關(guān)資訊