環境污染控制技術案例

1 鐵基SCR催化劑

技術咨詢單位：清華大學

項目使用情況及節能效果：在某熱電企業200MW機組SCR的A反應器部分使用，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SCR技術的70%。該項目連續運行11個月后脫硝效果良好，年減少NOx排放50%，每臺爐年可節省柴油50%，合節約750t標準煤/年，尿素使用每臺爐年減少40%，每年每臺爐節約78萬元，催化劑損耗費用年節省30%，每年每臺爐節約60萬元。項目投資回收期為3.8年。

技術原理：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，實驗證實了鐵通過價態變化參與SCR的可能。對于一氧化氮和氨氣的吸附進行分析，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酸吸附形式進行了更正。硫酸根提供B酸性位，鐵價態轉化提供氧化性，堿式硫酸鐵上二者是成對出現的，硫酸鐵上多的硫酸根可以通過S價態轉化加強氧化性，其脫硝效果更好。

關鍵技術：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，工藝稍作調整即可。兩種催化劑制備工藝的主要差異體現在成型之前泥料的準備過程上。金屬鹽類物質在混料之后會有結晶的現象，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雜一些。

技術特點：SCR催化劑截面積150×150mm，單元格邊長7.1mm，壁厚1.1mm，孔數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 污水處理廠全程節能集成技術

技術咨詢單位：北京城市排水集團有限責任公司

項目使用情況及節能效果：該技術的主要功能是實現鼓風曝氣精確控制和水源熱泵供熱制冷，應用結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，噸水電耗節約11%以上，每年總電量減少140萬kWh以上，氮磷達標率提高了22%以上。項目靜態投資回收期為2.4年，動態投資回收期為3.9年。

技術原理：根據進水負荷實時精確調整供氣量，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，實現鼓風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/深度處理水為低溫熱源的熱泵中央空調系統，提高熱交換效率。

關鍵技術：（1）以前饋控制模型為核心的溶解氧和氨氮聯合控制精確曝氣技術，實現精確供氧。（2）以可調堰控制為核心的精確配水節能達標裝置與技術，實現鼓風機出口壓力最低化。（3）以二級處理/深度處理水為低溫熱源的熱泵技術，為污水處理廠內及周邊地區的冬季采暖和夏季空調提供了一種新型的、無污染的、經濟的能源方式。

適用范圍：城鎮污水處理廠。

3 生物脫硫技術

技術咨詢單位：北京石油化工學院

項目使用情況及節能效果：某制藥企業生產維生素C時使用大量硫酸，產生的廢水在UASB處理時硫酸還原成H2S，沼氣中H2S達到14000ppm，每天處理6000t高濃度的有機廢水，日產沼氣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，脫硫效率達到95%。整個生物脫硫處理單元沒有高溫、高壓等設備，項目可運行10年以上。

該制藥企業以前氣沒有經過脫硫直接燃燒，每年SO2的排放量達到260t，增加生物脫硫工程后，每年可以減排SO2245t。與化學脫硫相比，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，在生物反應器中把吸收液中H2S氧化成單質S，生成的單質硫可以通過沉降槽和硫渣分離器從處理系統中排出去。對于大型的沼氣工程還可以進一步回收單質硫。

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HS-生物氧化過程產生等量OH-。所以合理控制生物氧化過程的工藝參數，盡量避免單質硫進一步氧化成硫酸根，在整個處理系統中需補充的堿用量極少。

關鍵技術：（1）本項目的主要菌種是排硫硫桿菌，沼氣生物脫硫系統菌種馴化時需要為排硫硫桿菌的生長提供合適的條件。（2）控制生物反應條件，盡可能使硫化物氧化成單質硫，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

技術咨詢單位：北京市琉璃河水泥有限公司

項目使用情況及節能效果：通過技術集成和關鍵技術研發，構建用垃圾焚燒飛灰燒制水泥的成套技術。通過二級逆流漂洗等關鍵技術解決飛灰氯含量高、安全入窯等瓶頸問題。在某水泥企業采用該技術進行飛灰水洗預處理，并用預處理后飛灰燒制水泥，具有較好的節能環保效果，年處置垃圾焚燒飛灰3萬t。

技術原理：垃圾焚燒飛灰經過水洗預處理除去氯離子和鉀鈉離子之后，經干燥送入水泥窯高溫段進行水泥窯共處置，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，實現了飛灰的無害化處置。

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

適用范圍：建材行業等。

5 有機固體廢棄物好氧發酵處理智能監控

技術咨詢單位：北京中科博聯環境工程有限公司

項目使用情況及節能效果：某工程對好氧發酵堆體的溫度、氧氣、水分等關鍵參數進行了實時在線監測，通過智能監控等技術，實現了對關鍵工序的智能化控制。該工程不僅達到了設計要求，而且取得顯著節能減耗效果。與同類工程相比，節電率達63%～85%，年節能折合標準煤2900～9000t，減排CO2約1400 t。

技術原理：(1)有機固體廢物好氧發酵處理智能監控技術。智能監控技術通過氧氣、溫度、水分、臭氣等數據的實時采集，采用CompSoft工藝軟件包及計算機控制平臺等控制系統，根據不同的物料、在不同的發酵階段根據發酵過程自動選用最優的氧氣供應模式，為鼓風機變頻調節提供依據。（2）有機固體廢物好氧發酵處理智能控制勻翻機。在傳統勻翻機（翻拋機）的基礎上首創智能監控和遠程無線遙控功能。通過紅外定位設備，可完成勻翻機的變槽、變軌操作，同時，可根據物料的性質，控制變頻驅動系統，從而調整勻翻機停留時間、滾筒的運轉速度。

主要技術指標：（1）堆肥專用氧氣監測探頭。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供電設計）；最大傳輸距離：1100m；最大功耗：3W；響應時間：＜15s。（2）堆肥專用溫度監測探頭。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。