環(huán)境污染控制技術(shù)案例

1 鐵基SCR催化劑

技術(shù)咨詢單位：清華大學(xué)

項目使用情況及節(jié)能效果：在某熱電企業(yè)200MW機組SCR的A反應(yīng)器部分使用，脫硝效率>90%（氨氮摩爾比＜1.0，氨逃逸率＜5ppmv），催化劑成本和運行費用小于傳統(tǒng)SCR技術(shù)的70%。該項目連續(xù)運行11個月后脫硝效果良好，年減少NOx排放50%，每臺爐年可節(jié)省柴油50%，合節(jié)約750t標(biāo)準(zhǔn)煤/年，尿素使用每臺爐年減少40%，每年每臺爐節(jié)約78萬元，催化劑損耗費用年節(jié)省30%，每年每臺爐節(jié)約60萬元。項目投資回收期為3.8年。

技術(shù)原理：選擇性催化還原（SCR）主要是通過煙氣中一氧化氮的脫除來實現(xiàn)氮氧化物的排放控制。鐵基硫酸鹽SCR催化劑，在無氧條件下，堿式硫酸鐵能夠參與脫硝反應(yīng)，實驗證實了鐵通過價態(tài)變化參與SCR的可能。對于一氧化氮和氨氣的吸附進(jìn)行分析，明確了氨氣以B酸吸附，一氧化氮吸附于鐵離子上。并對于氨氣的B酸吸附形式進(jìn)行了更正。硫酸根提供B酸性位，鐵價態(tài)轉(zhuǎn)化提供氧化性，堿式硫酸鐵上二者是成對出現(xiàn)的，硫酸鐵上多的硫酸根可以通過S價態(tài)轉(zhuǎn)化加強氧化性，其脫硝效果更好。

關(guān)鍵技術(shù)：鐵基硫酸鹽整體式催化劑的制備工藝與商用V2O5-WO3/TiO2催化劑的制備工藝基本相同，活性成分由金屬氧化物替換為金屬鹽類對泥坯的成型、干燥和燒成過程影響不大，工藝稍作調(diào)整即可。兩種催化劑制備工藝的主要差異體現(xiàn)在成型之前泥料的準(zhǔn)備過程上。金屬鹽類物質(zhì)在混料之后會有結(jié)晶的現(xiàn)象，局部形成一些大顆粒而影響成型。因此鐵基硫酸鹽催化劑制備工藝中練泥過程要更為復(fù)雜一些。

技術(shù)特點：SCR催化劑截面積150×150mm，單元格邊長7.1mm，壁厚1.1mm，孔數(shù)18×18，催化劑長度1.1m。催化劑活性材料為硫酸亞鐵。硫酸亞鐵使用后的乏催化劑可簡單棄置，不會對環(huán)境造成二次污染。

適用范圍：燃煤電廠和其他燃煤鍋爐的煙氣治理。

2 污水處理廠全程節(jié)能集成技術(shù)

技術(shù)咨詢單位：北京城市排水集團(tuán)有限責(zé)任公司

項目使用情況及節(jié)能效果：該技術(shù)的主要功能是實現(xiàn)鼓風(fēng)曝氣精確控制和水源熱泵供熱制冷，應(yīng)用結(jié)果表明改造費用較低、運行管理簡單、控制算法合理可靠、故障率低，在提高整個污水處理系統(tǒng)脫氮除磷效果的同時，減少了曝氣能耗、供暖蒸汽、制冷能耗，降低了運行成本。改造后，噸水電耗節(jié)約11%以上，每年總電量減少140萬kWh以上，氮磷達(dá)標(biāo)率提高了22%以上。項目靜態(tài)投資回收期為2.4年，動態(tài)投資回收期為3.9年。

技術(shù)原理：根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷實時精確調(diào)整供氣量，合理控制溶解氧分布，均衡各單元水位減少曝氣器出口靜壓，實現(xiàn)鼓風(fēng)機供氣量和出口壓力最小化；提升泵的泵前液位高水位運行，減少提升泵的輸送揚程；以二級處理/深度處理水為低溫?zé)嵩吹臒岜弥醒肟照{(diào)系統(tǒng)，提高熱交換效率。

關(guān)鍵技術(shù)：（1）以前饋控制模型為核心的溶解氧和氨氮聯(lián)合控制精確曝氣技術(shù)，實現(xiàn)精確供氧。（2）以可調(diào)堰控制為核心的精確配水節(jié)能達(dá)標(biāo)裝置與技術(shù)，實現(xiàn)鼓風(fēng)機出口壓力最低化。（3）以二級處理/深度處理水為低溫?zé)嵩吹臒岜眉夹g(shù)，為污水處理廠內(nèi)及周邊地區(qū)的冬季采暖和夏季空調(diào)提供了一種新型的、無污染的、經(jīng)濟的能源方式。

適用范圍：城鎮(zhèn)污水處理廠。

3 生物脫硫技術(shù)

技術(shù)咨詢單位：北京石油化工學(xué)院

項目使用情況及節(jié)能效果：某制藥企業(yè)生產(chǎn)維生素C時使用大量硫酸，產(chǎn)生的廢水在UASB處理時硫酸還原成H2S，沼氣中H2S達(dá)到14000ppm，每天處理6000t高濃度的有機廢水，日產(chǎn)沼氣24000m3。為了減少沼氣燃燒時SO2的排放量，建造了沼氣生物脫硫處理工程。沼氣脫硫后H2S含量降至500～1000ppm，脫硫效率達(dá)到95%。整個生物脫硫處理單元沒有高溫、高壓等設(shè)備，項目可運行10年以上。

該制藥企業(yè)以前氣沒有經(jīng)過脫硫直接燃燒，每年SO2的排放量達(dá)到260t，增加生物脫硫工程后，每年可以減排SO2245t。與化學(xué)脫硫相比，每m3沼氣的脫硫費用可以降低0.04元，一年可以節(jié)約成本34萬元。項目投資以100萬元計算，4年可以回收投資。

技術(shù)原理：在吸收塔中用稀堿液把沼氣中H2S洗脫下來，在生物反應(yīng)器中把吸收液中H2S氧化成單質(zhì)S，生成的單質(zhì)硫可以通過沉降槽和硫渣分離器從處理系統(tǒng)中排出去。對于大型的沼氣工程還可以進(jìn)一步回收單質(zhì)硫。

雖然在吸收塔中把H2S吸收下來需消耗等摩爾OH-，但是在后續(xù)HS-生物氧化過程產(chǎn)生等量OH-。所以合理控制生物氧化過程的工藝參數(shù)，盡量避免單質(zhì)硫進(jìn)一步氧化成硫酸根，在整個處理系統(tǒng)中需補充的堿用量極少。

關(guān)鍵技術(shù)：（1）本項目的主要菌種是排硫硫桿菌，沼氣生物脫硫系統(tǒng)菌種馴化時需要為排硫硫桿菌的生長提供合適的條件。（2）控制生物反應(yīng)條件，盡可能使硫化物氧化成單質(zhì)硫，減少硫酸的生成量，從而降低處理成本。（3）為了避免吸收塔的堵塞，生物反應(yīng)器中生成沉降性能良好的污泥，降低吸收液中的懸浮物濃度。

適用范圍：沼氣脫硫、煉油廠尾氣脫硫、煉油廠含硫污水脫硫等項目的的脫硫處理。

4 利用水泥窯處置垃圾焚燒飛灰技術(shù)

技術(shù)咨詢單位：北京市琉璃河水泥有限公司

項目使用情況及節(jié)能效果：通過技術(shù)集成和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，構(gòu)建用垃圾焚燒飛灰燒制水泥的成套技術(shù)。通過二級逆流漂洗等關(guān)鍵技術(shù)解決飛灰氯含量高、安全入窯等瓶頸問題。在某水泥企業(yè)采用該技術(shù)進(jìn)行飛灰水洗預(yù)處理，并用預(yù)處理后飛灰燒制水泥，具有較好的節(jié)能環(huán)保效果，年處置垃圾焚燒飛灰3萬t。

技術(shù)原理：垃圾焚燒飛灰經(jīng)過水洗預(yù)處理除去氯離子和鉀鈉離子之后，經(jīng)干燥送入水泥窯高溫段進(jìn)行水泥窯共處置，飛灰中的二噁英徹底分解，重金屬有效固化在水泥熟料礦物晶格之中，實現(xiàn)了飛灰的無害化處置。

技術(shù)特點：（1）將細(xì)粉體輸送干燥、分散洗滌、常規(guī)污水處理、水泥煅燒及尾氣治理技術(shù)等化工、環(huán)保和建材領(lǐng)域常用技術(shù)進(jìn)行集成，安全有效地解決垃圾焚燒飛灰處置難的問題，并進(jìn)行資源化利用。（2）采用二級逆流漂洗技術(shù)降低氯含量；共沉淀技術(shù)、絮凝技術(shù)去除重金屬；防塵泄漏技術(shù)、煅燒工藝技術(shù)實現(xiàn)飛灰的安全入窯和水泥制備，通過這些關(guān)鍵技術(shù)突破，解決垃圾焚燒飛灰資源化利用瓶頸問題。

適用范圍：建材行業(yè)等。

5 有機固體廢棄物好氧發(fā)酵處理智能監(jiān)控

技術(shù)咨詢單位：北京中科博聯(lián)環(huán)境工程有限公司

項目使用情況及節(jié)能效果：某工程對好氧發(fā)酵堆體的溫度、氧氣、水分等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了實時在線監(jiān)測，通過智能監(jiān)控等技術(shù)，實現(xiàn)了對關(guān)鍵工序的智能化控制。該工程不僅達(dá)到了設(shè)計要求，而且取得顯著節(jié)能減耗效果。與同類工程相比，節(jié)電率達(dá)63%～85%，年節(jié)能折合標(biāo)準(zhǔn)煤2900～9000t，減排CO2約1400 t。

技術(shù)原理：(1)有機固體廢物好氧發(fā)酵處理智能監(jiān)控技術(shù)。智能監(jiān)控技術(shù)通過氧氣、溫度、水分、臭氣等數(shù)據(jù)的實時采集，采用CompSoft工藝軟件包及計算機控制平臺等控制系統(tǒng)，根據(jù)不同的物料、在不同的發(fā)酵階段根據(jù)發(fā)酵過程自動選用最優(yōu)的氧氣供應(yīng)模式，為鼓風(fēng)機變頻調(diào)節(jié)提供依據(jù)。（2）有機固體廢物好氧發(fā)酵處理智能控制勻翻機。在傳統(tǒng)勻翻機（翻拋機）的基礎(chǔ)上首創(chuàng)智能監(jiān)控和遠(yuǎn)程無線遙控功能。通過紅外定位設(shè)備，可完成勻翻機的變槽、變軌操作，同時，可根據(jù)物料的性質(zhì)，控制變頻驅(qū)動系統(tǒng)，從而調(diào)整勻翻機停留時間、滾筒的運轉(zhuǎn)速度。

主要技術(shù)指標(biāo)：（1）堆肥專用氧氣監(jiān)測探頭。測量范圍：0%～30%；測量精度：±3%FC；分辨率：0.01%Vol；二線或三線制4～20mA輸出（12～36VDC供電設(shè)計）；最大傳輸距離：1100m；最大功耗：3W；響應(yīng)時間：＜15s。（2）堆肥專用溫度監(jiān)測探頭。測量范圍：測量范圍：-60～105℃；測量精度：0.1℃；基本誤差：＜0.5%；響應(yīng)時間：＜2S；分辨率：1%；工作電壓：DC24V。（3）勻翻機：電耗為1.4kWh/t濕污泥；行走速度2～4.5m/min，勻翻深度0～1.8m，最大勻翻能力可達(dá)2900m3/h，1m外噪音≤75dB（A）。

適用范圍：城市污泥、生活垃圾、畜禽糞便等有機固體廢物的無害化處理與資源化利用。