除尘设备可行性报告

环保设备生产行业分析环保设备生产行业分析 一一 国家政策助推行业发展 国家政策助推行业发展 2015 年 1 月 1 日 被称为 史上最严 的新 环境保护法 简称 环保法 实施 同时 环境保护主管部门实施按日连续处罚办法 环境保护主 管部门实施查封 扣押办法 环境保护主管部门实施限制生产 停产整治 办法 企业事业单位环境信息公开办法 行政主管部门移送适用行政 拘留环境违法案件暂行办法 等相关规定也施行 我国环保整治力度空前提高 由于近些年来大气等环境污染问题日益突出 我国对发电设备节能减排等 环保性能的要求也越来越高 去年火电厂大气污染物排放新标等的施行 既向 发电设备提出了新挑战 也给脱硫脱硝等环保行业带来了发展良机 新 环保 法 的实施 无疑将加快发电设备等环保升级 设备排污不达标将被 按日计罚 针对环境污染 新 环保法 出台了一系列惩治措施 其中很重要的一条 就是 按日计罚 即生产经营者违法排放污染物 受到罚款处罚 被责令改正 拒不改正的 环保部门可以自责令改正之日的次日起 按照原处罚数额按日连 续处罚 这意味着 如果发电设备等污染物排放不达标 很可能面临连续处罚 的严重后果 面对不断趋严的环保要求 火电燃煤机组的节能减排也在加快步伐 近日 广东省燃煤发电机组烟气污染物 近零排放 示范工程 神华国华惠州热电厂 1 号机组 近零排放 改造示范工程竣工投产 通过高效低氮燃烧器改造 脱硝改造 脱硫增容提效改造 加装湿式点除 尘器 增设低温省煤器 实施汽轮机汽封改造 疏水系统优化 凝汽器真空系 统优化 凝泵变频改造等 惠州热电厂 1 号机组烟尘排放浓度 1 4 毫克 立方米 二氧化硫排放浓度 8 毫克 立方米 氮氧化物排放浓度 18 毫克 立方米 可降低 煤耗约 10 克 千瓦时 节约标煤 18150 吨 年 与此同时 各地地方标准和相关措施也相继出台 对设备提高了环保要求 比如山东省 到目前为止已经制定 实施了 21 项污染物排放强制性地方标准 14 项环保友好型产品标准 严把大气污染物排放关 近日 辽宁大连印发 大连市大气污染防治行动计划实施方案 其中规 定 中心城区不再新建燃煤新锅炉 2017 年年底前 全市完成 343 台燃煤锅炉 取缔任务 而在河北省印发的 关于进一步加快发展环保产业的实施方案 中 涉及 环保产业重点项目 113 项 其中烟气治理装备项目达 26 项 1 脱硫 脱硝 除尘市场前景看好 环保要求趋严和政策方面的利好 使得脱硫 脱硝 除尘等行情不断看涨 环保设备发展迎来新的机遇 相关部门有负责人公开表示 大气 水和土壤三 大环保行动计划投资需求将超 6 万亿 业内人士估计 我国环保装备制造行业年均增速将保持在 20 以上 到 2016 年环保装备生产总值将达 7000 亿元 这个巨大的市场 已经向脱硫脱硝 除尘等升级改造敞开了 目前我国脱硫方法主要有湿法烟气脱硫 烟气循环流 化床脱硫 海水脱硫等 脱硝技术包括低氮燃烧 LNB 选择性非催化还原 SNCR 选择性催化还原法 SCR 等 对于烟尘排放则有电除尘 袋式除电除尘 袋式除 尘 电袋复合除尘尘 电袋复合除尘 在提升原有技术的同时 也加快了新设备新技术的开发 比如活性焦脱硫技术 多污染物协同控制技术等 同时 催化剂催化剂需求量大增 据环保部预测 到 2015 年 需进行脱硝技术改 造的现有机组和新增机组容量约为 8 17 亿千瓦 到 2020 年 需新增烟气脱硝 容量 10 66 亿千瓦 我国每年新增烟气脱硝容量约 1 6 亿千瓦 中国标准化研究 院研究员黄进等专家认为 我国脱硝催化剂市场正经历井喷期 十二五 期间 SCR 催化剂的年均市场容量达 40 60 亿元 预期至 十二五 末 我国催化剂市 场需求空间大概为 65 万立方米 为了规范市场 一些针对催化剂的条文纷纷颁布 最近 国家标准 烟气 脱硝催化剂再生技术规范 正式获批 山东下发了 关于认真执行 山东省 选择性催化还原 SCR 脱硝催化剂技术要求 地方标准的通知 要求不得购买 含有毒有害物质的脱硝催化剂 宁夏也出台了 全区废烟气脱硝催化剂监管工 作方案 要求全面加强废烟气脱硝催化剂监管 随着市场秩序的逐步建立和健全 脱硫脱硝等发展增速 但其中也有一些 不足亟待克服 例如在脱硫方面 浙江天地环保工程有限公司的于庆雯认为 虽然我国拥有进入脱硫行业的总承包企业超过 200 多家 但在烟气脱硫技术上 在电厂趋于主流机组的 60 万千瓦和 100 万千瓦机组的脱硫工程中 仍未完全掌 握核心技术 对脱硝催化剂 中国环保机械行业协会副秘书长 高工王春兰也 指出 我国 SCR 脱硝催化剂再生技术仍处于起步阶段 二 除尘器简介 二 除尘器简介 除尘器设备 是指把粉尘从烟气中分离出来的设备叫除尘器或除尘设备 除尘器的性能用可处理的气体量 气体通过除尘器时的阻力损失和除尘效率来 表达 同时 除尘器的价格 运行和维护费用 使用寿命长短和操作管理的难 易也是考虑其性能的重要因素 用途 除尘器是锅炉及工业生产中常用的设施 除尘器按其作用原理分成以下五类 1 机械力除尘器包括重力除尘器 惯性除尘器 离心除尘器等 2 洗涤式除尘器包括水浴式除尘器 泡沫式除尘器 文丘里管除尘器 水膜式 除尘器等 3 过滤式除尘器包括布袋除尘器和颗粒层除尘器等 4 静电除尘器 5 磁力除尘器 现工业中用的比较多的是袋式除尘器 fabric filter 除尘设备在工业中的合理选择 除尘设备在工业中的合理选择 根据国外经验 除尘设备有三种不同层次的选择 首选是防尘 也就是像 各种疾病一样 预防总是比治疗合算 比如装卸料 皮带转运时加个流槽 就 可以大幅度减少粉尘 或烟尘产生和处理量 在处理钢渣等散状料时 采用局 部密闭 使产生的粉尘 烟尘在其中循环消耗其动能后 粉尘就大部分自然沉 降下来 这类机械防尘 除尘在国外被称为无动力除尘 在大多少场合中的大 部分粉尘都适合采用无动力除尘 至少要先采用无动力除尘预处理 其次是辅助采用喷水雾 或泡沫除尘 直接喷雾一方面可以使粉尘颗粒润 湿后 相互粘接 凝聚 长大 然后就容易于大气分离 另一方面对于温度比 较高的烟气 直接喷雾实现蒸发冷却就可以用少量水使烟气冷却 体积收缩 速度降低也有利于除尘 过去的教科书 设计手册都说喷雾除尘只适合处理 50 m 以上的粉尘 除尘效率只有 40 70 实践经验证明 由于喷雾技术的进 步 通过喷雾系统可以去除 10 m 以上的粉尘接近 100 1 m 以上的粉尘也能 去除 90 95 比如中间包翻包 钢渣处理采用喷雾除尘都实际达到了 90 95 的 高除尘效率 因此从减排 又节能降低成本的角度考虑 一定要先考虑无动力除尘和直接喷 雾除尘 实在不得已时才考虑第三个选择 就是通风除尘 因为只要选择通风 除尘 就一定要有高耗能的风机和除尘器 节能降低成本就比较难 采用通风 除尘系统时也要先考虑能耗低的电除尘 最后考虑布袋除尘器 按此思路反思 我们的除尘设备实际选择顺序 就可以发现一些值得改进的问题 比如转炉二 次除尘 高炉出铁场除尘 装卸料除尘等许多类似应用 粉尘颗粒 80 甚至 90 以上都是 10 m 以上 但在我国几乎绝大多数采用通风除尘 并且用布袋除 尘器 就出现解决了减排问题 但运行费用都很高 转炉 LT 法除尘未燃法时粉 尘也是大部分是粗颗粒 但电除尘的入口浓度按照 70 100 克 标立米设计 造 成电场多 设备庞大 当然有些电除尘器效率不稳定也是必须解决的实际问题 1 1 除尘器 布袋式除尘器 袋式除尘器 除尘器 布袋式除尘器 袋式除尘器 产品简介 低压脉冲喷吹长袋除尘器是在总结各种袋式除尘器的基础上发展起来的一 种新型 高效袋式除尘器 它采用离线低压脉冲喷吹清灰技术 防止了粉尘再附 与失控问题 增强了滤袋的清灰效果 提高了过滤速度 节省清灰能耗和延长滤袋 的寿命 除尘器采用 PLC 可编程序控制器 自动控制清灰 输灰的全过程 因此 该 除尘器是一种处理风量大 清灰效果好 除尘效率高 运行可靠 维护方便 占地面积小的大型除尘设备 2 2 静电除尘器 电除尘器静电除尘器 电除尘器 电除尘电除尘 碱回收炉电除尘器碱回收炉电除尘器 工作原理 本除尘器主要由灰斗 过滤室 净气室 支架 提升阀 喷吹清灰装置等 部分组成 工作时 含尘气体由风道进入灰斗 大颗粒的粉尘直接落入灰斗底部 较 小的粉尘随气流转折向上进入过滤室 并被阻留在滤袋外表面 净化了的烟气进 入袋内 并经袋口和净气室进入出风倒 由排风口排出 随着过滤的不断进行 滤袋外表面的粉尘不断增加 设备阻力随之上升 当 设备阻力上升到一定值时 应进行清灰操作 清除滤袋表面的积灰 3 3 电袋复合除尘器 电袋除尘器 电袋组合式除尘器 电袋复合除尘器 电袋除尘器 电袋组合式除尘器 性能特点 3 1 采用低压脉冲喷吹技术 清灰效率高 能耗低 使用直通式低压脉冲阀 喷吹压力只有 0 2 0 4MPa 阻力低 启闭快 清灰能力 强 由于清灰效果好 清灰周期长 降低了反吹气体的能耗 3 2 脉冲阀使用寿命长 可靠性好 由于喷吹压力低 0 2 0 4MPa 脉冲阀膜片承受的压力和启闭时的冲击力较低 同时由于清灰周期较长 脉冲阀开启次数相应减少 从而延长了脉冲阀的使用寿 命 提高了脉冲阀的使用可靠性 3 3 设备运行阻力小 喷吹效果好 除尘器采用分室脉冲反吹离线清灰方式 避免了粉尘被反复吸附的现象 提高了 脉冲喷吹清灰的效果 降低了布袋阻力 3 4 滤袋装拆方便 固定可靠 采用上部抽装方式 换袋时 从除尘器净气室抽出滤袋骨架 将脏袋投入灰斗 由 灰斗入孔取出 改善了换袋环境 滤袋靠袋口的弹性涨圈固定在花板孔上 固定 牢固 密封性好 3 5 风道采用集合管布置 结构紧凑 3 6 采用先进的 PLC 可编程序控制器除尘器的运行全过程 使用压差或定时两种控制方式 可靠性高 使用寿命长 便于用户操作和使用 4 4 布布袋袋除除尘尘器器和和电电除除尘尘器器性性能能对对比比 1 1 1 1 袋袋式式除除尘尘器器优优点点 除尘效率高 可以永久保证粉尘排放浓度在 50mg m3 以下 单元组合形式 内部结构简单 附属设备少 投资省 技术要求也没有电除 尘器那样高 无须专设操作工 能捕集比电阻高 因而电除尘难以回收的粉尘 4 袋式除尘器性能稳定可靠 对负荷变化适应性好 运行管理简便 特别适宜 捕集细微而干燥的粉尘 所收的干尘便于处理和回收利用 5 能实现不停机检修 即离线检修 6 除尘器占地面积较小 并能按场地要求作专门设计 7 自动化程度较高 对除尘系统所有设备均设有检测报警功能 对操作人员要 求较低 操作维护人员的劳动强度较低 1 21 2 袋袋式式除除尘尘器器缺缺点点 1 袋式除尘器用于净化含有油雾 水雾及粘结性强的粉尘时对滤料有相应要求 2 袋式除尘器净化有爆炸危险或带有火花的含尘气体时需要防爆措施 3 用于处理相对湿度高的含尘气体时 需要采取保温措施 特别是冬天 以 免因结露而造成 糊袋 当用于净化有腐蚀性气体时 需要选用适宜的耐腐 蚀滤料 用于处理高温烟气需要采取降温措施 将烟温降到滤袋长期运转所能 承受的温度以下 并尽可能采用耐高温的滤料 1 31 3 电电除除尘尘器器的的优优点点 1 初期除尘效率能达到 99 能捕集 1um 以下的细微粉尘 但从经济方面考虑 一般控制一个合理的除尘效率 2 处理烟气量大 可用于高温 可高达 500 高压和高湿 相对湿度可达 100 的场合 能连续运转 并能实现自动化 3 具有低阻的特点 电除尘器压力损失仅 100 200Pa 1 41 4 电电除除尘尘器器的的缺缺点点 1 设备庞大 耗钢多 需高压变电和整流设备 通常高压供电设备的输出峰值 电压为 70 100KV 故投资高 2 制造 安装和管理的技术水平要求较高 3 除尘效率受粉尘比电阻影响大 一般对比电阻小于 104 105 cm 或大于 1010 1011 cm 的粉尘 若不采取一定措施 除尘效率将受到影响 4 对初始浓度大于 30g cm3 的含尘气体需设置预处理装置 5 不具备离线检修功能 一旦设备出现故障 或者带病运行 或者只能停炉检 修 布布袋袋除除尘尘器器和和电电除除尘尘器器运运行行可可靠靠性性对对比比 2 2 1 1 布布袋袋除除尘尘器器 1 能长期保证 50mg m3 的粉尘排放浓度 不受入口粉尘浓度 比电阻的影响 2 主要配套件 滤料的使用寿命达 30000 小时以上 3 主要配套件 电磁脉冲阀的使用寿命达 100 万次以上 4 所有运转设备均设检测报警装置 能在第一时间发现故障并报警 5 主要维护工作 滤袋更换仅需两人就能执行 6 利用离线功能实现检修 维护 不影响锅炉的正常运行 7 在北方严寒条件下 对除尘器压缩空气喷吹系统及本体采用了严格的加温 保温措施 避免了结露的可能 2 22 2 电除尘器 电除尘器 1 投运初期可保持正常运行 并达到预期的除尘效率 但受入口烟气状况的影 响 由于燃料的灰份及硫份的影响 电除尘器的除尘效率将受到严重的影响 2 运行一段时间后 电极可能发生变形 引起电场变化 除尘效率因而降低 3 维护 检修只能在停炉后才能实现 3 3 布布袋袋除除尘尘器器和和电电除除尘尘器器维维护护方方便便性性对对比比 3 13 1 布布袋袋除除尘尘器器 1 一旦发生故障 能及时从控制系统获得报警及指示 2 故障仓室能离线 锅炉保持正常运行 进行维护检修 3 故障检修均在机外执行 无须进入除尘器内部 4 日常维护中对破损滤袋能进行封闭措施 滤袋破损率在 5 以下时 以便进一 步减少日常工作量 3 23 2 电除尘器 电除尘器 1 由于电除尘器不具备离线检修功能 一旦发生故障 只能停炉检修 否则只 能带病运行 2 检修时员工需进入除尘器内部 工作环境恶劣 3 除尘器内部装置损坏程度及位置完全依靠人力完成检查工作 检修劳动强度 大 结论 鉴于循环流化床锅炉进行炉内脱硫时或其它炉型进行炉外干法 半干 法脱硫需喷入碱性粉末 对粉尘比电阻影响较大 且烟气含尘量增加 布袋除尘 器不受粉尘比电阻影响 不受负荷影响的性能特点在此较为突出 加上在运行费 用 运行维护方便程度及占地面积 初期投资等方面的优势 对满足长期的 逐 渐提高的环保要求具有强有力的保障能力 目前 布袋除尘器在中心城市 旅游城市的运用逐渐得以推广 并呈现长足 的发展势态 以上对比资料显示 布袋除尘器在各个方面都具有电除尘器无可比拟的优势 而且 布袋除尘器的使用 顺应了国家环保水平的发展并且做到了一次投资 永 久受益 避免了日后电除尘器的二次改造 二次投资 布袋除尘器的使用 将是 战略眼光的长远体现 行业标准行业标准 AQ 煤矿用袋式除尘器 DL T 514 2004 电除尘器 JB T 10341 2002 滤筒式除尘器 JB T 20108 2007 药用脉冲式布袋除尘器 JB T 6409 2008 煤气用湿式电除尘器 MT 159 1995 矿用除尘器 JC T 819 2007 水泥工业用 CXBC 系列袋式除尘器 JC 837 1998 建材工业用分室反吹风袋式除尘器 JB T 8532 2008 脉冲喷吹类袋布除尘器 除尘器设备的行业发展现状 除尘器设备的行业发展现状 除尘设备目前已广泛的应用于水泥 钢铁 有色金属 电力 机械 化工 垃 圾焚烧等粉尘污染严重的行业 为我国有效控制废弃物的排放量做出了积极的 贡献 但同时需要注意的是 我国大气污染问题愈发突出 国家开始重视从源头 展开污染治理 大气污染物排放标准日趋严格 经过多年发展 国内除尘器行业 涌现出了一批骨干企业 技术水平和产品质量已达国际先进水平 截止 2012 年底 我国除尘设备市场规模达到 325 03 亿元 相关数据显示 从事除尘设备行业的企业约 500 余家 其中从事袋式除尘设备制造相关企业约 320 家 剩余 200 家主要从事电除尘设备制造 2012 年底 我国袋式除尘器总 产值达到 191 28 亿元 占除尘设备总产值的 57 54 但行业整体规模依然偏小 与我国环保产业 十二五 期间上万亿的投资规模相比 行业市场规模依然存 在较大的拓展空间 虽然目前我国除尘设备制造行业依然存在市场准入门槛低 标准不统一 使得参与项目竞争的企业良莠不齐 对行业的发展造成了一定的不利影响 但 近几年 我国除尘设备制造行业各项指标依然保持着 30 以上的年均增长速度 良好的发展前景以及以下几方面原因 使得我国除尘设备制造行业投资前景依 然广阔 而以煤为主的能源结构决定了煤炭燃烧所产生二氧化碳 二氧化硫 烟尘 粉尘等是造成我国大气污染的重要因素 同时 冶金 水泥 垃圾焚烧等行业 的高速发展带来的烟尘 粉尘排放进一步增加了环境保护的压力 这都为除尘 设备市场需求的扩大提供了广阔的空间 三 脱硫 脱硝工艺系统描述三 脱硫 脱硝工艺系统描述 脱硫就是脱去烟气中的 SO2 二氧化硫 脱硝主要是脱去烟气中的 NOx 氮 氧化物 这两种物质进入大气会形成酸雨 酸雨对人类的危害非常大 所以国 家一直在提倡环保 以煤炭为燃料的烟气都含有这些物质 特别是火电厂 建 火电厂都要同时建设脱硫 脱硝国家还没有开始强制上 目前烟气脱硫技术种类达几十种 按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿 形态 烟气脱硫分为 湿法 半干法 干法三大类脱硫工艺 湿法脱硫技术较 为成熟 效率高 操作简单 传统的石灰石 石灰 石膏法烟气脱硫工艺采用钙 基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙 硫酸钙 由于其溶解度较小 极易 在脱硫塔内及管道内形成结垢 堵塞现象 双碱法烟气脱硫技术是为了克服石 灰石 石灰法容易结垢的缺点而发展起来的 脱硫工艺流程图 3 1 石灰石 石膏湿法脱硫工艺概述 烟气脱硫采用技术为石灰石 石膏湿法烟气脱硫工艺 脱硫剂采用石灰石 粉 CaCO3 石灰石由于其良好的化学活性及低廉的价格因素而成为目前世界上 湿法脱硫广泛采用的脱硫剂制备原料 SO2与石灰石浆液反应后生成的亚硫酸 钙 就地强制氧化为石膏 石膏经二级脱水处理可作为副产品外售 本设计方案采用传统的单回路喷淋塔工艺 将含有氧化空气管道的浆池直接 布置在吸收塔底部 塔内上部设置三层喷淋层和二级除雾器 从锅炉来的原烟 气中所含的 SO2与塔顶喷淋下来的石灰石浆液进行充分的逆流接触反应 从而 将烟气中所含的 SO2去除 生成亚硫酸钙悬浮 在浆液池中通过鼓入氧化空气 并在搅拌器的不断搅动下 将亚硫酸钙强制氧化生成石膏颗粒 脱硫效率按照 不小于 90 设计 其他同样有害的物质如飞灰 SO3 HCI 和 HF 也大部分得 到去除 该脱硫工艺技术经广泛应用证明是十分成熟可靠的 工艺布置采用一炉一塔方案 石灰石制浆 石膏脱水 工艺水 事故浆液 系统等两塔公用 1 锅炉来的原烟气由烟道引出 经升压风机 两台静叶可调轴 流风机 增压后 送至吸收塔 进行脱硫 脱硫后的净烟气经塔顶除雾器除雾后 通过烟囱排放至大气 2 炉的烟道系统流程与 1 炉相同 布置上与 1 炉为对 称布置 脱硫剂采用外购石灰石粉 用滤液水制成 30 的浆液后在石灰石浆液箱中 贮存 通过石灰石浆液泵不断地补充到吸收塔内 脱硫副产品石膏通过石膏排 出泵 从吸收塔浆液池抽出 输送至石膏旋流站 一级脱水系统 经过一级脱 水后的底流石膏浆液其含水率约为 50 左右 直接送至真空皮带过滤机进行二 级过滤脱水 石膏被脱水后含水量降到 10 以下 石膏产品的产量为 20 42t h 1 2 炉设计煤种 石膏含 10 的水分 脱硫装置产生的废水经 脱硫岛设置的废水处理装置处理后达标排放或回收利用 3 2 脱硝工艺的原理和流程 本工程采用选择性催化还原法 SCR 脱硝技术 SCR 脱硝技术是指在催 化剂的作用下 还原剂 液氨 与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水 从而去除烟气中的 NOx 选择性是指还原剂 NH3和烟气中的 NOx 发生还原反 应 而不与烟气中的氧气发生反应 化学反应原理 4 NO 4 NH3 O2 4 N2 6 H2O 6 NO2 8 NH3 O2 7 N2 12 H2O 脱硝反应过程示例图 SCR 工艺流程 还原剂 氨 用罐装卡车运输 以液体形态储存于氨罐中 液 态氨在注入 SCR 系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化 气化的氨和稀释空气混 合 通过喷氨格栅喷入 SCR 反应器上游的烟气中 充分混合后的还原剂和烟气 在 SCR 反应器中催化剂的作用下发生反应 去除 NOx SCR 工艺系统主要由脱硝反应器 烟道系统 氨储存制备供应系统 氨喷 射系统 吹灰系统等组成 SCR Catalyst N Ox N Ox N Ox N H3 N H3 N H3 N2 N2 N2 H2 O H2 O H2 O 净烟气净烟气原烟气原烟气 N H3 锅炉负载信号 省煤 器 混合器 液氨蒸发槽 液氨储槽 液氨缓冲槽 氮氧化物 监视器 烟 囱 脱硫 FIC 空 预 器 电 除尘 锅 炉 脱硝 DeNOx 稀释 风机 送 风机 FDF SCR 工艺流程图 4 污水处理污水处理 废水处理 wastewater treatment methods 就是利用物理 化学和生物的方 法对废水进行处理 使废水净化 减少污染 以至达到废水回收 复用 充分 利用水资源 污水处理行业分析污水处理行业分析 1 1 我国污水处理行业概况我国是一个水资源极度紧缺的国家 随着我国城 市建设快速发展 水污染问题日益突出 水资源紧缺的矛盾日益加剧 污水处 理成为水污染治理的首要任务 改革开放以来 我国城市污水处理行业取得了 蓬勃的发展 全国涌现出了一大批从事污水处理设施建设 运营管理 污水设 备成套提供及污水技术开发的专业人才 污水处理行业的规模也保持稳定增长 2003 年以来 我国在污水处理方面的投资额每年都在 150 亿 210 亿之间 污水处理厂的数目也增加了 200 座左右 总体来看 污水处理行业处于快速成 长时期 未来仍有很大的发展空间 1 2 11 2 1 污水处理主要技术术语及简要解释污水处理主要技术术语及简要解释 下表中包含了污水处理行业涉及的大多数专业术语 以及本报告涉及的主 要术语和简写 表表 1 1 污水处理行业主要技术术语 简写及解释污水处理行业主要技术术语 简写及解释 技术术语简要解释 污水 受一定污染的 来自生活和生产的废弃水 污水主要有生活污水 工业废水和 初期雨水 污水处理 通过物理的 化学的手段 去除水中一些对生产 生活不需要的物质的过程 是为了适用于特定的用途而对水进行的沉降 过滤 混凝 絮凝 以及缓蚀 阻垢等水质调理的过程 物理法利用物理作用来分离废水中的悬浮物质或乳浊物 生物处理法 利用微生物代谢作用 使废水中的有机污染物和无机微生物营养物转化为稳定 无害的物质 活性污泥法 是一种废水生物处理过程 它将废水与活性污泥混合搅拌并曝气 使废水中的 有机污染物分解 污泥随后从处理废水中分离 并根据需要将部分污泥回流到 曝气池 按负荷分为传统负荷法 改进曝气法 高负荷法 延时曝气法 厌氧生物处理 指在缺氧条件下通过厌氧生物的作用 将废水中的各种复杂有机物分解转化为 甲烷和二氧化碳等物质的过程 化学需氧量 COD 指水样在一定条件下 氧化 1L 水样中还原性物质所消耗的氧化剂量 是表示 水质污染度的重要指标 其值越小 说明水质污染程度越轻 生化需氧量 BOD 指在有氧条件下 好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗 的溶解氧量 BOD 是反映水体被有机物污染程度的综合指标 其值越高 说明 水中有机物质越多 污染也越严重 溶解氧 DO 溶解于水中分子态氧称为溶解氧 水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一 个指标 当水体受到有机物的污染 耗氧严重 溶解氧得不到及时补充 水体 中的厌氧菌会很快繁殖 有机物因腐败而使水体变黑 发臭 氨氮 NH3 N 水中的氨氮是指以游离氨和离子氨形式存在的氮 氨氮含量较高时 对鱼类呈 现毒害作用 对人体也有不同程度的危害 悬浮固体 SS 是由于水中含有泥沙 粘土 有机物 无机物 浮游生物和微生物等悬浮物质 所造成的 污泥膨胀 在活性污泥通过自然沉降进行分离时 其压缩性下降 沉淀性能恶化 称为污 泥膨胀 其结果造成大量活性污泥在二次沉淀池随出水流失 使出水水质恶化 致使污水处理不能进行下去 二级处理利用生物方法处理污水 如生物过滤和沉降法 或者活性污泥法 富营养化 营养物质特别是含氮和磷的化合物在淡水和盐水中的富集 富营养化加速了藻 类和较高等植物的生长 活性污泥 在溶解氧存在的情况下 利用细菌和其他微生物对废水进行生化处理所生成的 絮状物 1 2 21 2 2 污水处理主要技术工艺介绍污水处理主要技术工艺介绍 典型的城市污水处理工艺流程主要包括机械处理 生化处理 水线 污 泥处理等工段 由机械处理和生化处理构成的系统属于二级处理系统 其 BOD5 和 SS 去除率可达到 90 98 处理效果介于一级和二级处理之间的一般称为 强化一级处理 一级半处理或不完全二级处理 主要有高负荷生物处理法和化 学法两大类 BOD5去除率 45 75 具有生物除磷脱氮功能的二级处理系统通 常称为深度二级处理 为了去除特定的物质 在二级处理之后设置的处理系统 属三级处理 例如化学除磷 絮凝过滤 活性炭吸附等 机械 一级 处理工段包括格栅 沉砂池 初沉池等构筑物 以去除粗大 颗粒和悬浮物为目的 处理的原理在于通过物理法实现固液分离 将污染物从 污水中分离 这是普遍采用的污水处理方式 机械 一级 处理是所有污水处 理工艺流程必备工段 尽管有时有些工艺流程省去初沉池 城市污水一级处 理 BOD5和 SS 的典型去除率分别为 25 和 50 在生物除磷脱氮型污水处理厂 一般不推荐曝气沉砂池 以避免快速降解有机物的去除 在原污水水质特性不 利于除磷脱氮的情况下 初沉池的设置与否以及设置方式需要根据水质特性和 后续工艺加以仔细分析和考虑 以保证和改善除磷脱氮等后续工艺的进水水质 污水生化处理属于二级处理 以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有 机物为主要目的 其工艺构成多种多样 可分成活性污泥法 生物膜法 生物 稳定塘法和土地处理法等四大类 大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法 生物处理的原理是通过生物作用 尤其是微生物的作用 完成有机物的分解和 生物体的合成 将有机污染物转变成无害的气体产物 CO2 液体产物 水 以及富含有机物的固体产物 微生物群体或称生物污泥 多余的生物污泥在 沉淀池中经沉淀法固液分离 从净化后的污水中除去 表表 2 2 几种典型污水处理技术的工艺构成与实施方式几种典型污水处理技术的工艺构成与实施方式 污水处理技术主要去除目标 典型泥龄 d 电子受体 供给方式 反应池流态组成 及分布 典型曝气设备 固液分离 常规活性污泥法有机物3 6好氧推流底部鼓风曝气二沉池 完全混合活性污 泥法 有机物3 6好氧完全混合表面机械曝气二沉池 AB 工艺 A 段有机物0 5 1好氧或兼氧推流底部鼓风曝气沉淀池 B 段 有机物 及氮 3 6 10 15 好氧或缺氧 好氧推流或循环流 鼓风或机械曝 气 二沉池 常规 A O有机物及磷3 6厌氧 好氧空间交替推流底部鼓风曝气二沉池 常规 A A O有机物及氮磷10 15 厌氧 缺氧 好氧空间 交替 内回流 推流为主 局部 完全混合 底部鼓风曝气二沉池 改良 A A O有机物及氮磷10 15 缺氧 厌氧 缺氧 好 氧空间交替 内回流 进水分流 推流为主 局部 完全混合 底部鼓风曝气二沉池 倒置 A A O有机物及氮磷7 12 缺氧 厌氧 好氧空间 交替 进水分流 推流为主 局部 完全混合 底部鼓风曝气二沉池 UCT 系列有机物及氮磷10 20 厌氧 缺氧 缺氧 好 氧空间交替 2 个内回 流 完全混合池串联 机械或鼓风曝 气 二沉池 CARROSEL 氧化沟有机物及氮10 15缺氧 好氧空间交替循环流机械曝气二沉池 ORBAL 有机物及氮10 15缺氧 好氧空间交替循环流串联机械曝气二沉池 三沟氧化沟有机物及氮10 15缺氧 好氧空间交替 循环流串联交替机械曝气 反应 沉 淀 UNITANK 有机物及氮5 15 好氧 或缺氧 好氧 时间交替 循环流串联交替 鼓风或机械曝 气 反应 沉 淀 SBR 有机物及氮磷10 15 厌氧 缺氧 好氧时间 交替 完全混合鼓风曝气 反应 沉 淀 CASS 有机物及氮磷10 15 厌氧 缺氧 好氧空间 时间交替 完全混合鼓风曝气 反应 沉 淀 厌氧池 氧化沟 有机物及氮磷10 15厌氧 缺氧 好氧 完全混合与循环 流串联交替 机械曝气二沉池 污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离 在使污水 得到净化的同时将污染物富集到污泥中 包括一级处理工段产生的初沉污泥 二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥 由于这些污 泥含有大量的有机物和病原体 而且极易腐败发臭 很容易造成二次污染 消 除污染的任务尚未完成 污泥必须经过一定的减容 减量和稳定化无害化处理 并妥善处置 污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响 必须重视 如 果污泥不进行处理 污泥将不得不随处理后的出水排放 污水厂的净化效果也 就会被抵消掉 各种机械处理 生物处理和污泥处理处置技术设备的选择与不同组合 以 及构筑物的设计构成了各种各样的污水处理厂工艺和工程方案 目前生活污水处理工艺已相当成熟 其核心技术为活性污泥法和生物膜法 对活性污泥法 或生物膜法 的改进及发展形成了各种不同的生活污水处理工 艺 根据污水的水量 水质和出水要求及当地的实际情况 选用合理的污水处 理工艺 对污水处理的正常运行 处理费用具有决定性的作用 图图 1 1 活性污泥法基本工艺流程图活性污泥法基本工艺流程图 图图 2 2 生物膜法基本工艺流程图生物膜法基本工艺流程图 1 2 31 2 3 污水处理技术的发展趋势污水处理技术的发展趋势 具有脱氮除磷功能的污水处理工艺具有脱氮除磷功能的污水处理工艺 目前常见的污水处理方法对污水中的有机物有着较高的去除率 但对污水 中的氮 磷的去除则显得无能为力 而氮 磷是导致水体富营养化的主要原因 因此在污水处理工艺中增加氮 磷后续处理 在污水处理工艺中显得尤为重要 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 对出水氮磷有明确的要 求 因此已建城镇污水处理厂需要改建 增加设施去除污水中的氮 磷污染物 达到国家规定的排放标准 新建污水处理厂则须按照标准 GB18918 2002 来进行 建设 对污水生物脱氮除磷的机理 影响因素及工艺等的研究已是一个热点 并已提出一些新工艺及改革工艺 如 MSBR 倒置 A2 O UCT 等 并且积极引进 国外新工艺 如 OCO OOC AOR AOE 等 对于脱氮除磷工艺 今后的发展要求 不仅仅局限于较高的氮磷去除率 而且也要求处理效果稳定 可靠 工艺控制 调节灵活 投资运行费用节省 高效率 低投入污水处理工艺高效率 低投入污水处理工艺 我国是一个发展中国家 经济发展水平相对落后 而面对我国日益严重的 环境污染 国家正加大力度来进行污水的治理 而解决城市污水污染的根本措 施是建设以生物处理为主体工艺的二级城市污水处理厂 但是 建设大批二级 城市污水处理厂需要大量的投资和高额运行费 这对我国来说是一个沉重的负 担 而我国的污水处理厂建设工作 则因为资金的缺乏很难开展 部分已建成 的污水处理厂由于运行费用高昂或者缺乏专业的运行管理人员等原因而一直不 能正常运行 因此对高效率 低投入 低运行成本 成熟可靠的污水处理工艺 的研究是今后的一个重点研究方向 小型污水处理厂的污水处理工艺小型污水处理厂的污水处理工艺 发展小城镇是我国城市化过程的必由之路 是具有中国特色的城市化道路 的战略性选择 1978 2000 年我国建制镇由 2178 个增至 20312 个 各种规模和 性质的小城镇已近 48000 个 如果只注重大中城市的污水处理工程的建设 而 忽视如此数量多的小城镇的污水治理 则我国的污水治理也不能达到预定目标 而对于小城镇的污水处理又面对着一系列的问题 小城镇污水的特点不同于大 城市 小城镇资金短缺 运行管理人员缺乏等 因此 小城镇的污水处理工艺 应该是基建投资低 运行成本低 运行管理相对容易 运行可靠性高的工艺 对适用于小城镇污水处理厂工艺的研究方向是 从现有工艺中比选出适合小城 镇污水处理厂的工艺 同时开发出适用于小城镇污水处理厂的新工艺 产泥少 污泥稳定的污水处理工艺产泥少 污泥稳定的污水处理工艺 污水处理厂所产生的污泥的处理也是我国污水处理事业中的一个重点和难 点 2003 年中国城市污水厂的总污水处理量约为 9 60 109t a 城市平均污水 含固率为 0 02 则湿污泥产量为 9 66 106t a 并且污泥的成份很复杂 含 有多种有害有毒成分 如此产量大而且含有大量有毒有害物质的污泥如果不进 行有效处理而排放到环境中去 则会给环境带来很大的破坏 我国污泥处理处 置的现状不容乐观 据统计 我国已建成运行的城市污水处理厂 污泥经过浓 缩 消化稳定和干化脱水处理的污水厂仅占 25 68 不具有污泥稳定处理的污 水厂占 55 70 不具有污泥干化脱水处理的污水厂约占 48 65 这说明我国 70 以上的污水厂中不具有完整的污泥处理工艺 而对此问题进行解决的一个有效办法是 污水处理厂采用产泥量少 且污 泥达到稳定的污水处理工艺 这样就可以在源头上减少污泥的产生量 并且可 以得到已经稳定的剩余污泥 从而减轻了后续污泥处理的负担 我国已有部分 工艺可做到这一点 如生物接触氧化法工艺 BIOLAK 工艺 水解 好氧工艺等 但是对产泥量少 且污泥达到稳定的污水处理工艺的系统研究还没有开始 总之 随着我国 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 的 实施 我国的污水处理工艺将向着具有脱氮除磷功能 高效低耗 成熟可靠 适用于小城镇污水处理厂 污泥产量少且能使污泥达到稳定的方向发展 1 31 3 污水处理行业的特点污水处理行业的特点 1 3 11 3 1 投资规模大 投资回收期长投资规模大 投资回收期长 从市场价格来看 投资一座中型污水处理厂需要 9000 多万元 一座大型污 水处理厂则要上亿元 因此可以说污水处理行业属于投资较大 资金沉淀性强 的行业 由于污水处理项目所需投资额巨大 为了促进行业的发展 政府制定 了各种政策鼓励社会资本加入行业建设中来 为了解决资金来源问题 BOT TOT 等模式在行业中得到了广泛的应用 并取得了较好的效果 1 3 21 3 2 与宏观经济 国家政策的相关性与宏观经济 国家政策的相关性 水污染治理行业与经济周期的变化紧密相关 很大程度上依赖于国民经济 运行情况以及工业固定资产投资规模的波动 在国民经济发展的不同时期 国 家的宏观政策也在不断调整 该类调整将直接影响到水污染治理行业的发展 2008 年我国为了应对金融危机 国家制定了庞大的投资计划 水污染治理 行业作为计划中政府所支持的产业 将迎来快速发展的有利时期 1 3 31 3 3 区域性特点区域性特点 近年来 水污染治理行业市场化程度日益提高 但在原有的体制下形成的 政府对当地水务市场的控制依然较为严重 城市生活污水的处理大都由当地的 城市供水部门负责 区域分割较为严重 当地的企业往往具有很强的地方优势 企业在进行横向扩张时往往会遇到很大阻力 相比较于城市生活污水的处理 工业废水处理的市场化程度较高 大都实行招投标制度进行工程设计与施工 少数公司由于在工业废水处理部分领域拥有国内领先的技术优势已经在国内多 个区域开展业务 随着市场化程度的进一步提高 无论是城市生活污水还是工 业污水的治理 区域性市场的分割将逐步减弱 五 五 脱硫脱硝 除尘设备国际 国内主要生产企业 脱硫脱硝 除尘设备国际 国内主要生产企业 国外知名烟气脱硝公司名录 序号单位名称国家地区主要领域主要技术备注 1丹麦 topsoe 丹麦 哥本 哈根 合成氨 制氢 合成气 甲醛等工业 炼油业 烟气净化 硫酸生产工 业等 化工合成技术 波纹板 式催化剂技术 SCR 脱硝工艺技术及流场设 计技术等 2 德国 KWH 公司 德国烟气净化SCR 蜂窝催化剂技术 催化剂技术已 被东方锅炉引 进 3 德国 BASF 公司 德国 各种化学品及催化剂工 业 塑料及纤维工业 石油及天然气工业等 化学工艺与生产技术 石油和天然气加工技术 化学建材及催化剂技术 等 4 德国 Argillon 雅 吉隆 公司 德国 各类电厂 垃圾焚烧厂 柴油机组和燃气轮机 能源和各种工业等 SCR 平板式催化剂和 蜂窝式催化剂生产制造 技术 5 美国 Cornetech 康宁 公司 美国 玻璃和陶瓷加工 汽车 尾气控制 燃煤 燃油 和燃气工业等 玻璃和陶瓷加工技术 蜂窝陶瓷催化剂技术及 SCR 脱硝工艺技术 催化剂技术已 被中电投远达 引进 6 日本日立造 船公司 日本 船舶制造 机械加工 电站锅炉等 船舶制造技术 精密机 械加工技术和 SCR 板 式催化剂技术 7 日本触媒化 成 CCIC 公司 日本 化工工业 精细品加工 燃煤 燃油和燃气工业 等 化学品合成加工技术 SCR 蜂窝催化剂技术 及脱硝工艺技术 催化剂及脱硝 工艺技术已被 江苏龙源和大 拇指引进 8 美国巴威 B W 公司 美国 热能 锅炉 蒸汽动力 电厂等 能源清洁技术 锅炉制 造技术 脱硫技术及 SCR 脱硝技术 9 美国燃料技 术公司 美国烟气净化和清洁能源等 低氮燃烧技术 SNCR 技术 尿素热解技术等 10 意大利 TKC 公司 意大利 热能 锅炉 垃圾等行 业烟气净化等 节能环保控制技术 SCR 脱硝技术 SCR 脱硝技已 被中电投远达 和清华同方引 进 11 韩国 SK 公 司 韩国能源化工 信息通信等 石油 化工加工技术 信息通信技术 SCR 脱硝催化剂及工艺技术 12日本日立公日本热能 锅炉等行业烟气燃料燃烧控制技术 烟SCR 脱硝技术 司净化等气脱硫技术 SCR 板 式催化剂及脱硝工艺技 术 已被大唐环境 和浙大能源等 引进 13 日本三菱重 工公司 日本 机械 船舶 航空航天 原子能 电力 交通等 机械制造技术 能源开 发技术 烟气脱硫技术 及烟气脱硝技术 SCR 技术已被 哈锅和华电环 保引进 14 奥地利 Ceram 公司 奥地利 热能 锅炉 化工 环 保等行业烟气净化 SCR 蜂窝催化剂技术 15 荷兰壳牌 SHELL CRI 催化 剂公司 荷兰 燃气 精炼 化工 环 保等行业烟气净化 低温催化剂制备技术及 低温脱硝系统技术 SDS 16 德国 FBE 公司 德国 燃煤 燃油和燃气等工 业烟气净化 烟气除尘技术 脱硫技 术及 SCR 脱硝技术 SCR 脱硝技术 已被国电龙源 引进 中国最具投标实力烟气脱硫 脱硝提供商中国最具投标实力烟气脱硫 脱硝提供商 中电投远达环保工程有限公司中电投远达环保工程有限公司 主要股东为中国电力投资集团公司 重庆 九龙电力股份有限公司 远达公司分别从事火电厂烟气脱硫脱硝 EPC 核电环 保 脱硫特许经营 脱硝催化剂制造 水务产业 新能源等五大业务 脱硫 石灰石 石膏湿法 液柱 日本三菱 喷淋 AEE YD BSP 自主发 脱硝 SCR 意大利 TKC 公司 福建龙净环保股份有限公司福建龙净环保股份有限公司是国内机电一体化专业设计制造除尘装置和烟 气脱硫装置等大气污染治理设备及其他环保产品的大型研发生产基地 企业实 力和产品的产销量位居行业龙头地位 脱硫 石灰 石膏法 德国鲁奇 循环 流化床干法 德国鲁奇 2009 年张家港华汇玻璃窑 700d t 脱硝 SCR SNCR 丹麦托普索 电除尘 美国 GE 公司 德国鲁奇公司 气力物 料输送 北京国电清新环保技术股份有限公司北京国电清新环保技术股份有限公司是主要从事大型燃煤电厂烟气脱硫脱 硝 设施的投资 研发设计 建设及运营为主的技术领先 业绩优良的高科技电 力环保综合服务商 国电清新立足国际电力高端市场 拥有完全自主研发和 知识产权的湿法脱硫技术 其核心技术 旋流耦合脱硫装置取得国家专利 脱 硫 旋汇耦合湿法脱硫 自主研发 活性焦干法脱硫 德国 WKV 公司 活性焦干法烟气集成净化技术 脱硫脱硝一体化 CSCR 技术 脱硝 SCR SNCR 非主打 主要涉及大型火电厂浙江浙大网新机电工程有限公司 主要行业为电厂 烟气脱硫 脱硝系统 EPC 工程总承包脱硫 石灰石 石膏湿 法 WFGD 干法 SDA 脱硝 SCR 中国华电工程集团有限公司中国华电工程集团有限公司主要从事重工 环保水务 工程总承包 清洁 能源 能源服务五大板块业务 主要行业为电厂 烟气脱硫 脱硝系统 EPC 工 程总承包未具体介绍相关业务 浙江天地环保工程有公司浙江天地环保工程有公司从事环保工程总承包 环保产品及技术开发 电 力工程设计 环保工程 环保设施营运及技术服务等业务 公司具有环保工程 设计甲级资质 环境污染治理设施运营资质 工程咨询丙级资格 公司引进美 国 B W 公司脱硫 脱硝及布袋除尘技术 通过消化 吸收 再创新 形成了 公司特有的核心技术 在国内电力环保领域保持技术领先地位 多项技术研究 成果获国家级奖项 公司具有发明专利 6 项 软件著作权 1 项 实用新型专利 4 项 参与编制国家级行业标准 5 项 脱硫 石灰石 石膏湿法 脱硝 SCR 浙江蓝天求是环保股份有限公司浙江蓝天求是环保股份有限公司是由浙江大学热能工程研究所参与组建的 高科技环保企业 公司是主要从事燃煤锅炉烟气净化 各类环保节能应用的产 业化集团公司 公司具有国家环境工程专项设计甲级资质 建筑企业环保工程 专业承包壹级资质 环境污染治理设施运营资质 脱硫 湿法 石灰石 石膏法 奥地利 AE E 镁法 氨法干法 循环流化床法 1 与浙大热能研究所联 合开发 2 AE E 湍流吸收 适合大中型燃煤发电 脱硝 SCR 中环中国工程有限公司中环中国工程有限公司原名江苏苏源环保工程股份有限公司主要从事大气 污染控制 水处理 清洁能源等领域的技术研发 咨询 工程设计 工程总承 包及项目运营等业务 具有电力工程 环境工程设计暨总承包甲级 化工工程 设计设计暨总承包乙级 环保设施运营甲级 工程咨和 对外工程总承包等资 质 脱硫 湿法 石灰石 石膏 氨法 脱硝 SCR SNCR 烟气脱汞 中国大唐集团科技工程有限公司中国大唐集团科技工程有限公司 脱硫 石灰石 石膏 奥地利 脱硝 SCR 湖南麓南脱硫脱硝科技有限公司湖南麓南脱硫脱硝科技有限公司 经营范围为 脱硫 脱硝 除尘 污水 治理及其他环境污染防治设备的设计 制造 安装 环保系统工程的设计 安 装及运营脱硫 湿法 石灰石 石膏法 双碱法 半干法 循环流化床 脱硝 SCR SNCR 江苏新世纪江南环保有限公司江苏新世纪江南环保有限公司是国际领先的烟气脱硫脱硝环保企业 为全 球范围内的烟气脱硫脱硝工程提供从设计 建设到运营服务的先进整体解决方 案 公司拥有环保工程甲级设计资质和环保设施甲级运营资质 具备 EPC 工程 总承包 特许经营及承包运行等丰富经验 是江苏省高新技术企业 国家氨法 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