剔除毒物：废水变甘泉 记“有机毒物污染控制”课题组

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-------------------------------------------------------------------------------- 记者：胡唯元 课题描述：“有机毒物污染控制”课题组 点评专家：张利民（课题负责人，江苏省环境科学研究院院长） 　　“沧浪之水清兮,可以濯吾缨；沧浪之水浊兮,可以濯吾足。”古人的豁达在今天已经成为一种奢侈：现在即便找一条可以放心“濯吾足”的河流也非易事。据10月10日《新华每日电讯》报道，“当前我国约1/3的水体不能直接饮用，重点流域40%以上的水质没有达到治理要求，流经城市的河段普遍受到污染”、“目前全国有3.2亿农村人口喝不上符合标准的饮用水。” 　　科技部在“2001~2005年社会发展工作要点”中将“提高水安全保障程度”问题列为重点资助领域，设立了国家“863”重大科技专项。刚刚发布的《国家环境保护“十一五”科技发展规划》则将“饮用水安全保障及关键支撑技术”列为重点发展领域。 　　江苏省酿造、化工、医药、农药、染料及印染等企业很多，治理这些企业产生的高浓度有机有毒废水，已成为当前一个亟待解决的技术难题。为此，“有机毒物污染控制”课题组在全国较早开展了有机毒物污染控制技术研究，重点针对江苏省沿江重化工基地，可能加剧长江水环境有机毒物污染的现状，对重点工业污染行业开展清洁生产工艺和技术研究，相继开发了以树脂吸附、催化氧化、高效生化等为关键技术的有机毒物资源化与治理新技术，并建立示范工程。通过3年多的不懈攻关，已取得一系列重大突破。 　　四大技术：控制有机毒物污染 　　江苏省环境科学研究院院长张利民向记者重点介绍了4项关键“控污”技术。 　　化学催化氧化法主要应用于处理高浓度农药生产废水。其技术特点为，采用常规氧化剂，用过渡金属作为催化剂，在常温常压下进行催化氧化反应；以离子交换树脂对氧化产物进行交换吸附。该技术适用于高浓度复杂有机毒物废水的预处理。 　　采用化学催化氧化＋生化组合工艺建成江苏长青农化股份公司氟氰菊酯生产废水处理工程，工程总投资284万元，运行成本为61元/t废水，处理后pH、COD、SS、硝基苯类和色度等各项监测指标全部达到一级排放标准，其中硝基苯类由10~20mg/L降至0.13mg/L。此工程被评为江苏省优秀环保工程。 　　“粒子群电催化氧化处理”是针对含苯环有机污染物废水的处理技术。其技术特点为，在传统电解反应器二维电极间填充多孔导电或不导电颗粒，形成粒子群电极，同时负载催化剂，构成三维电化学反应器，增加了电极比表面积和强化反应器传质效果，是吸附+电解的协同作用，不受饱和吸附容量的限制，可大幅度提高降解效率，降低处理成本。 　　该技术已获两项国家发明专利，可广泛应用于硝基苯、高碱性和高盐含量氯苯废水等含苯环难降解有机毒物废水的处理。 　　在处理化工废水中毒性较大的“对甲苯胺和邻甲苯胺”方面，“树脂吸附资源化技术”有用武之地。江苏南大戈德环保科技有限公司和课题组合作研发了针对高浓度难降解有机化工废水的集成技术系统，其核心就是树脂吸附技术。这个集成技术系统根据水容性有毒有机物的结构特点，研制对水溶性有机物同时具有疏水与静电、疏水与络合等双重作用的系列复合功能吸附树脂，拓展了树脂法处理有毒有机化工废水的应用面，申请发明专利13项，并在9家企业建成了11套示范工程。 　　2005年采用树脂吸附+催化氧化组合工艺在江苏扬农化工集团公司建成对氨基苯酚废水治理工程，首先采用树脂吸附回收其中的对氨基苯酚，再采用深度氧化技术使剩余的有机物得到降解，处理出水满足了隔膜电解用盐水的安全、质量要求，实现了废水的综合利用和“零排放”。 　　“膜生物反应器技术”擅长净化有毒农药废水。这项技术采用动物下脚料为基本原料辅以若干高分子材料经特定工艺制成仿生膜，由此膜做成浸埋一体式仿生膜生物反应器处理废水装置价格远远低于无机膜价格，也低于有机膜价格，且在耐酸碱、耐有机溶剂、耐生物降解等性能方面具有良好的性能，在国内外文献及专利报道中未见此类仿生膜生物反应器的研究及应用报道。专家点评： 　　到目前为止，课题组已申请国家专利7项，研制成功有机毒物处理装置5套，建成8项有机毒物处理示范工程，年处理有机毒物废水量89.3万吨，年削减COD5668吨，年减少向水体排放有机毒物290吨，已取得显著的环境经济效益。共发表论文22篇，对保护我国水环境质量和生态安全，促进化工、农药、制药等行业的可持续发展具有重要的意义。 　　课题组在国内首次采用活性炭粒子群电催化氧化技术处理硝基苯和高碱性、高盐含量的氯苯废水，采用自制的改性纳米材料光催化氧化技术处理氟苯和对氟苯甲酸废水，采用仿生膜生物反应器技术处理高浓度菊酯农药废水等，取得了良好效果，为有效治理工业污染源有机毒物提供了先进、实用、经济的技术。 　　两套平台：搭建水质净化模拟系统 　　针对我国流域（湖泊、河流）水环境富营养化和饮用水源有机毒物污染的严峻形势，课题组分别建成了两套具有国内领先水平的中试平台，即水环境生态修复中试平台和饮用水源有机毒物处理中试平台。 　　依托水环境生态修复中试平台，相继开发出以微生物—植物为主的多级串连系统水质强化净化和水生植被修复等关键技术，为大规模开展湖泊与河流的生态修复提供了较为可靠的技术支撑。 　　饮用水源有机毒物处理中试平台则采用了目前国内外主流工艺和新技术，是目前国内规模较大、工艺较全的饮用水处理中试平台。 　　课题组对以纳滤膜和光催化氧化为核心的几种代表性工艺进行了较为深入的研究，申请发明专利3项，根据原水水质有针对性地形成至少16种以上去除饮用水微量有机毒物的组合工艺，可模拟各种水源水，为水厂选取工艺路线、确定技术参数提供参考。这两个中试平台和创新的实用治理技术，总体达到国内领先水平，其中人工模拟湖泊在规模、生态控制等方面达到国际先进水平。专家点评： 　　结合江苏省沿江开发战略计划的实施，课题组还承担了“长江江苏段环境保护对策及监控预警体系建设”、“饮用水源环境安全保障体系研究与示范”等课题，在开展污染源控制、水体生态修复和饮用水深度处理技术研究的同时，对流域内的重点污染源进行自动监测，对重点饮用水源地进行环境风险评估，对沿江的水污染事故实现模拟预测分析，并将环境监控、水质预测和风险预测模型相结合，提出了优先控制有机毒物的预警对策，实现了区域水环境风险的实时监控预警与快速反应，从而填补了沿江水环境风险评价决策系统的空白。 　　■攻关动态