微波水处理技术

微波水处理技术介绍在11月10日杭州召开的“全国城镇排水管网及污水处理厂技术、改造、运营高级研讨会”上，中国城镇供排水协会副会长聂梅生做了题目为“重新认识水处理技术发展”的精彩发言。其言语间对新的水处理技术的期待溢于言表。纵观水务市场发展近20年来，除了传统的生物法处理工艺外，还没有其他工艺能够以更低的运营成本及投资额在城市污水处理中得到大规模的应用。
不过最近几年，由我国自主研发的，并已在多种工业废水实际处理工程中成功应用，相同处理规模但占地面积仅为传统工艺1/6的微波水处理工艺，已经开始准备进军城镇水务市场。

1、 目前传统工艺存在的问题　　
目前国内已建的城市生活污水处理厂，无论处理规模大小，绝大多数都在使用传统生物处理工艺：A2O、SBR、氧化沟或者这些生物工艺的改良工艺。虽然目前传统工艺基本上能够满足国家相关排放标准的要求，但笔者认为随着水务市场的竞争激烈化和土地资源的紧缺化，传统工艺过大的占地面积、过长的施工建设期、臃肿的运营机构、过高的投资额及对水质水量波动较差的适应性，已使其日益远离我国尽快改善水环境的要求。
2、 微波水处理技术简介 　
微波水处理工艺流程如图2.1所示，经过简单的预处理后，城市生活污水中的有机物在敏化剂与微波的共同作用下，发生剧烈催化、物化反应，转化成不可溶物质或气体从水中分离出来。水中的有机污染物分子链在微波催化的作用下断开，被分解为小分子并与敏化剂结合生成速沉絮体被去除；金属离子直接与敏化剂结合生成速沉絮体沉淀；氨氮转化为氨气逸出，浓度超出标准时，可用后续的吸收装置吸收去除；水中磷转化为不可溶磷酸盐沉淀去除。
3、微波水处理工艺的优势　　
与传统工艺相比，微波水处理工艺的主要特点如下：　　
（1） 投资额低：由于涉及商业机密，不便过多透露信息。但是可以肯定的是，无论传统工艺以怎样低的投资额报价竞标任何规模的城市生活污水处理厂，微波工艺都可以报出比传统工艺至少低10%的价格。　　
（2） 建设工期短：由于该工艺目前已经完全设备化，新建污水厂基本不需要土建动工，只需要盖一个能够遮雨的棚子即可，微波处理设备即装即用，6万吨的污水处理厂2-3个月即可安装试运行完毕，基本没有施工风险。能够满足应届政府各部门对水污染治理效果立竿见影的期望。　　
（3） 运行成本低：微波处理工艺的吨水运营成本在0.5-0.65元/吨的范围内。该成本为运营成本，包括：电费、药剂费、人工费、污泥处置费、设备年维修及大修费、固定资产折旧。后文将以6万吨的城市生活污水处理厂的实例来具体说明其运营成本明细。　　
（4） 运营人员少：微波法处理系统操作简单，所需操作人员较少。6万吨的污水处理厂工艺流程需管理人员2名，化验员2名，操作人员8名，维修人员5名，共需工作人员17名。笔者认为单就这一点就值得将该工艺大范围推广应用，将劳动者的双手解放出来，才符合技术革新和产业革命真正的本质。　　
（5） 占地面积小：2400m3/d城市生活污水的处理工程，用传统方法需占地约2000 m2；如果使用微波工艺，占地面积不到300m2，其中微波水处理设备占地仅64 m2；大约是传统工艺占地面积的1/6。　　
（6） 抗冲击能力强：微波水处理工艺受进水质、水量变化的影响不大，只需调整工艺参数即可；目前城市生活污水处理厂日常运营时遇到的水质超标、水量超额时不能正常运行的风险将不再成为问题。　　
（7） 固液分离快：该工艺特有的敏化剂，能够使微波反应后生成的大量絮体迅速沉淀并与水分离。所以该工艺后续处理的停留时间也较短，沉淀构筑物占地面积相应较小。

4、案例说明　　
以6万吨的城市生活污水处理厂为例，通过具体数据来说明该工艺的优势：　　
（1）进水水质　　西部某省会城市生活污水厂进水水质如表5.1所示,要求达到国家一级B的出水标准。不夸张的说，该城市生活污水进水水质对于目前的生物法传统工艺而言，在政府规定的污水处理费0.78元/吨的前提下，还能够稳定的获得相当的利润空间，难度是比较大的。而对微波工艺而言，则算不上什么问题。表5.1： 进出水水质指标项目 CODcr BOD5 SS NH3-N P 进水水质/（mg/l） 560 275 265 6.0～9.0 11.3
（2）运行成本　　微波工艺总投资额属于商业机密，不方便透露，折旧项由于也涉及到总投资额，故在下表中也没有列出，由读者自己推算。运营成本组成如表5.2所示，出于保密起见，表5.2中的成本明细仅提供最后总运行成本的大概参考数值，且该运营成本仍有很大幅度的压缩空间。表

5.2： 吨水运营成本项目
电费 药剂费 人工成本 污泥处理费 大修及日常修理费 合计 0.45元/M3
（3）占地面积　　6万吨污水处理厂总占地面积50 x 60平方米左右

6、进军水务市场的遇到的阻力　　
正如该项技术的专利持有人，北京润泽东方环保工程有限公司董事长—孙宪彬所言，如果该工艺能够在全国范围内得到广泛的应用，则是一场水务界的盛宴，称的上是21世纪水业的技术革命。但是该项革新除了能带来技术上的进步，国家自然环境的快速改善，土地资源的节约外，也给目前水务市场看似稳定的格局带来一定的震荡，同时将面对来自外界的重重压力。　　
（1） 来自设计院的压力　　当城市污水处理厂甚至城市给水厂的建设模式由工程化向设备化转化时，以市政水处理设计为主要业务的各大国有设计院的收入恐怕要大打折扣了。目前仅能由具有市政公用事业甲级设计资质才能承接设计的城市给、污水处理工程，将来任何能做设备系统集成的环保公司都可参与其中。但是由于目前方案、可研甚至标书的评审工作都是由各大设计院的老专家把关，其对新生技术的接受程度，将很大程度上影响该技术的推广进程。　　
（2）招标制度的障碍　　就BOT新建项目而言，目前大多数的水务项目招标文件评分细则中，明确规定投资额报价仅占60分、工程经验和业绩占20分、投资人财务能力占10分。（在资格预审文件中投资人的财务能力+业绩经验项分值占90分） 仅此而言，拥有微波水处理工艺的环保公司如果不依靠实力稍强的水务公司，即使报价在低也很难胜出，或者说根本没有进入城镇水务市场的机会。　　
（3） 知识产权保护　　如果采取联合体的方式进行投标，微波公司是以设备供应商的身份出现，还是也参与日后的水厂运营，如果参与运营怎样分配利润，并且在我国目前知识产权保护体系并不完善的情况下，双方合作后期怎样保证专利持有人的利益，都是尚需仔细研究的问题。

7、微波水处理工艺的工程实例　　
多数业内人士可能还不了解该项技术的应用情况，对该技术的实际应用还抱有怀疑态度。其实该工艺在2000年就已经走出了实验室，至今已成功应用在多项实际工业及生活污水处理工程之中。北京润泽东方环保工程有限公司详细的工程业绩如表7.1所示。表7.1 微波水处理工艺—工程业绩（润泽东方）序号 项目单位 时间 处理量 处理类型
1 兰州石化集团 2001.1 2000T/d（一期） 生活水回用处理工程 2005.
2 10000T/d（二期） 生活污水处理工程 2 北京和田宽食品有限公司 2003.7 6000T/d（一期） 食品污水处理工程 2003.8 4000T/d（二期）
3 内蒙古发电有限公司 2002.10 2000T/d（一期） 回用水处理工程 2004.3 10000T/d（二期）
4 山东德州纸业有限公司 2003.9 2400T/d（一期） 造纸污水处理工程 2004.4 15000T/d（二期）
5 广东中山电镀有限公司 2004.12 2000T/d 电镀污水处理工程
6 厦门化纤有限股份公司 2006.5 500T/d 化纤污水处理工程
7 高碑店城市污水处理厂 2006.8 500T/d 城市污水处理工程
8 海口螺旋藻生物有限公司 2007.1 1000T/d 化工污水处理工程
9 Hyderabad pharma Infrastrncture a technologies Ltd（印度市政府工业污水处理项目） 2007.3 100T/d 工业污水处理工程
10 台湾新竹宝山水库 2007.4 150000T/d 水库水处理工程
11 大兴生活污水工程 2001.6 2000T/d 生活污水处理工程
12 厦门迈克制药工程 2006.3 2000T/d 制药污水处理工程
13 广东江门彩艳工程 2005.3 3000T/d 印染污水处理工程
14 广东黄埔电镀水工程 2005.3 5000T/d 电镀污水处理工程
15 河南三金公司工程 2007.3 2000T/d 食品污水处理工程
16 河南高速公路工程 2007.7 3000T/d 生活污水处理工程
17 北京鹤望兰工程 2004.2 100T/d 造纸污水处理工程
18 上海曹桥镇工程 2005.8 2000T/d 河道水处理工程
19 广西淀粉工程 2005.6 2000T/d 食品水处理工程
20 泰安电镀厂工程 2007.1 100T/d 电镀污水处理工程
21 山西临汾工程 2006.5 3000T/d 印染污水处理工程
22 大连工业生活用水工程 2007.6 10000T/d 工业、生活水混合水处理工程

8、期待与展望　　
一项新的技术从诞生到被公众接受再到被广泛的应用，必然要经历曲折的过程,微波水处理工艺的普及和推广同样也要有很长的路要走。笔者读研期间，曾经接触过微波水处理技术，可以肯定的是该技术对水中污染物的去除能力是目前的传统工艺不可比拟的，对很多高难度处理的工业废水，微波水处理技术都展现了良好的应用前景。但是，是否如该技术的持有人孙宪彬（北京润泽东方环保集团的董事长）所宣称的，在改良了敏化剂的组成和配比之后，在城镇市政水处理领域，微波技术能以较低的成本运营及润泽东方能否在不久的将来也在国内城镇水务市场中占有一席之地，我们拭目以待。