创立数字化技术和精确环保 标本兼治综合治理水环境

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近年来，水污染、富营养化、蓝藻爆发和赤潮已成为媒体的常用词。国家花费了大量的人力物力来控制水污染 一方面，我们在环保方面的投资逐年增加，污水的“处理率”也逐年提高。另一方面，一些已经建成的污水处理厂无法正常运行，成为新的污染源 如果这种情况持续下去，我们的河流、湖泊和海洋何时才能得到回报？2003年4月，一位美籍华人科学家在澳大利亚向世界报告了他20年来在国内外水处理方面的经验和他在工程研发方面的实践，这在国际水行业引起了震惊 1999年4月，在草海，滇池，云南省，澳大利亚和上海萨纳伊环境水公司成功地采取了标本兼治的第一步。经过六年的示范，他们克服了“滇池治理难题” 今天，我们向大家介绍三爱公司的数字化技术和精准环保，希望能为中国的水环境治理注入新的力量 ●对于河流、湖泊和海洋的富营养化(蓝藻)；标本兼治，综合治理；用现代技术在短时间内恢复生态环境 ●城镇生活污水处理:阳光理念法(圣迪奥)，采用全新的数字化设计和控制，可变控制变量，实现低投资、低运行成本、高质量和充分再利用。 ●对于高浓度有机废水:使用全新的工艺设备系统(太阳斯格三奥洗涤)进行纳米和亚纳米处理，处理各种高浓度非生化废水不再是难题 著名水环境治理专家、萨纳伊公司董事长刘光照先生，在我国20年的水环境治理实践中，不断引进和发展世界先进的水体富营养化治理技术，并结合我国的实际情况和运行要求，结合各种水环境条件，提出了数字化治理、数字化生态设计、数字化监测和数字化管理技术，达到标本兼治的目的，创造了数字化技术和精准环保的理念，形成了具有自主知识产权的系统化水环境综合治理。 河湖海水环境管理章节利用生态系统中的物质和能量循环，并辅以对生态系统无害或有益的引导，重构水体的生物链和食物链 Sun-DW数字综合水处理系统以生态修复为基础，利用生态系统中的物质和能量循环，辅助对生态系统进行无害或有益的引导，调整物种的生存环境，建立健康完善的营养阶梯 重建水体的生物链和食物链 蓝藻爆发主要是由水体富营养化引起的。当水中氮和磷大幅增加(或由铁引起)时，蓝藻会在一定的气象条件和水环境下爆发 Sun-DW数字综合水处理系统认为，应根据每个湖泊的综合特征实现以下目标:(1)建立和恢复良性湖泊生态系统；构建合理的生物链(食物链)，最大限度地开发利用湖泊生产力 “阳光DW”以水体治理为主，兼顾重点和非点源，通过数控监测、数控处理和数控管理实施数控生态修复工程 “太阳-DW”水控制的关键是，所有的治理和管理措施都应基于数量的概念来选择，而不是像以前那样将不科学和无效的技术描述为经验。结果表明这些做法失败了。 “孙-DW”法的治理策略分为四个部分:一、前期工作阶段 作为综合治理的前期工作，需要收集待治理水体的相对稳定和多样的因素，如水地理参数、水质参数、水生物参数、水藻参数等。一般来说，一个水体模型中有成千上万个参数，需要使用近4000个相关公式。工作越细致，未来的控制和管理就越正确。 然后对参数进行建模和标定，计算采集的数据，根据数值积分法列出变量的初始值，进行灵敏度分析和变量标定，编制真实测量和当前模拟模型以及设计值模型，然后根据模型将设计模型与综合治理设计进行比较 二是根据治理要求和水体富营养化现状选择治理设计和实施方案 对于水体富营养化的治理，世界上有许多控制富营养化和蓝藻的方法和措施 目前国内外采用的方法有:除藻、人工水循环、调水、生物处理、沉积物氧化、疏浚、生态控制、在河口安装污水处理设备等。 单凭一己之力，不按照水的模式实施项目，不仅不能解决问题，反而更为严重。 “太阳-DW”方法允许一些污染物进入水体，以满足各种有益生物的需要。关键是控制和掌握入水量和季节、温度、水文等的变化。并且需要严格的检测和管理系统 “孙-DW”法选择处理设计和实施方案的出发点是使处理措施也基于科学的数量观，使水体的生物链和食物链处于健康状态，恢复被处理水体的生态平衡。这是一个结合了“中国”和“西方”的方案，标本兼治 第三，必须对富营养化和蓝藻水华严重的水体进行应急处理 在一定时期内，用除藻抑藻剂改变水中藻类的生长环境，通过化学或生化过程使氮、磷等大量营养物质挥发或转化，减少藻类数量，改善水体适应综合治理环境 这种除藻剂的主要成分经常用于生产饮用水，这不仅对人体无害，而且有助于有益生物种群的增长 三爱公司生产的盛A-3除藻剂在滇池的应用表明，能明显抑制藻类，促进鱼虾等经济生物的生长；具有缓释作用，抑制有害藻类的生长；沉积物表面由化学物质和藻类形成的曝气、光和水交换边界层也能限制沉积物中营养物质的消散 四是建立数字化管理 数字变量检测、控制和处理用于处理水体变化的变量，重建水体食物链、生物链和生态环境的平衡，达到最佳处理和预期效果 根据经验，必须实施污染控制措施，关键点源必须符合排放标准 然而，“太阳-干重”法允许一些污染进入水体，以满足生态需要。关键是控制和掌握进入的水量以及季节、水流和温度的变化。“孙-DW”法有严格的检测管理制度 1999年4月，在国家环保总局领导的支持下，三爱、北京环水财团、新大宇等公司在世博会前3平方公里的草海开放水体上开展了应急试验项目 据报道，当时，草海已被改变和疏浚，但水华仍在肆虐。圣爱推广了经过无机和生化材料处理的圣a3抑藻剂后，取得了显著的效果 给药20小时后，透明度从0 ~ 0.4米增加到0.9米，再增加到1.2米，叶绿素a从给药前的205.21毫克/立方米下降到45.7毫克/立方米，均满足任务要求 在圣A-3的持续释放下，透明度日益增加，水华持续减少 由于实验区位于西山下，是水华聚集区，昆明的专家观察到边界外的蓝细菌在进入400米后继续沉淀 除了实验要求的所有标准外，经过进一步的生化试验，处理去除了原水中17种超标的致癌物，其余5种均低于国家允许标准 这是巧妙利用生物酶分解有机毒素的体现 世博会前后，国家领导人视察了草海 前科技部副部长邓楠在视察后表示:“巩固成果 遗憾的是，当时生态恢复项目不允许三爱公司继续经营 半年后，国家环保总局局长谢振华和云南省副省长吴晓青(时任省环保局局长)视察草海，看到了三爱公司实验区水体的变化。谢振华对刘光照说:“你是中西医结合，很好。 “从实验区向东，草海波光粼粼，海鸥在飞翔。当时，完成紧急测试花了半年时间(紧急测试前20天)！需要注意的是，在时间允许的情况下，在应急试验中应用生化除藻剂时，应根据水体条件模型，在频率、数量和区域密度方面进行科学设计，并在数字处理和控制下进行准确的自动分配；如果三爱当时向有关领导提出的“孙-德干”战略继续控制草海7平方公里的水面，三爱提出两年内加强滇池综合治理，三年内加强管理，还有一个30年前的滇池，这是可以实现的。 三爱公司认为，采用“孙-DW”方法不仅可以控制蓝藻和水体的富营养化，还可以在短时间内恢复滇池草海的健康水体，并可以在短时间内治愈蓝藻造成的生态失调和水质不良。 一般来说，重度富营养化水体的集约化管理时间为1 ~ 2年，经过3年的集约化管理，湖泊等水体可以恢复到原来的生态状态。湖泊富营养化不是一种“不可治愈的”“生态癌症”，所以没有必要把它留给子孙后代。 草海通过应急处理后，水体得到有效改善 滇池外的水质继续恶化，在最冷的季节，水华仍然会爆发 根据三爱公司目前的水质状况和原规划，只需采用三爱公司的二、三级处理策略，采用世界先进的处理技术，完善点源和非点源的综合技术改造，数字化重建水体食物链和生物链的生态修复工作。 生物措施是指有益菌和水生生物吸收和利用氮和磷以去除水中氨和磷营养的自然过程 它最大的特点是节省投资，有利于建立湖泊和河流中的水生循环 主要有以下方法:一种方法:根据数字化设计，适量的氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌，或其特定的营养来源，可以应用到水体中，降解水中的氨氮和有机物，使藻类缺乏生长所需的氮，抑制藻类的生长 从氮生产结合氮(氨)的一个重要过程是生物固氮 氨可以被许多生物同化为有机氮，氨是唯一的氮源，其中最主要的是蛋白质 在微生物的作用下，各种有机氮都可以异化成氨 蛋白质首先被分解成氨基酸，再由脱氨作用进一步分解 在有氧环境中，一些氨被硝化细菌氧化并作为它们的主要能量来源，因此氨最终变成硝酸盐；在无氧环境中，硝酸盐被反硝化细菌转化为氮气，使氮气返回大气，从而改善水质，抑制藻类生长 对于改善水质的应用，每周投菌1 ~ 2次，投药量为2 ~ 10 ppm。 第二种方法是将复合微生物加入水中(或自行投喂复合微生物) 这些微生物利用水中的氮、磷和有机污染物，使其在转化有机物的过程中繁殖，形成以微生物-浮游生物-鱼类食物链为系统的微生态系统，从而达到抑制藻类生长的目的 澳大利亚圣爱公司开发的St-A系列微生物是从自然界分离出来的有益菌，对抑制有害细菌的生长和病毒的传播有明显的效果 St-A系列微生物在许多国家的应用表明，水质得到了改善，病原体和病毒得到了有效控制，鱼虾产量和质量得到了提高 第三种方法:近年来，世界上出现了新的(可食用的)生物酶。六年前，三爱公司率先筛选出复合酶(并在中国当地材料中驯化)，实施了定植，以活化沉积物和水中的微生物，改善水的供氧循环功能，强化水的自净功能。 它在草海发挥了突出的作用，抑制了原水中大量致病性化学和生物物质的生长 由于生物定量技术的发展，近年来在海洋学、湖沼学、微生物生态学和地球化学等方面取得了很大进展，使人们对水中微生物和原生动物的作用有了新的认识 在这些成果中，以微生物异养分解为主体的氮磷循环可以用来促进水生态状况的改善；水中的微生物是水生食物链的起点，为水生生物提供丰富的食物。水体中氧、ph和氨氮的含量与水体中藻类和细菌的种类和数量相互作用 这些基础科学知识及其生物链设计为我们应用生物技术控制自然水体富营养化提供了很好的参考 高等水生植物，如莲藕和蒲草，通常种植在富营养化的浅水湖泊中。随着这些水生植物的收获，吸收的氮和磷营养物与水生植物一起离开湖泊水体 利用养鱼来去除氮和磷也是将“伤害”转化为利润的有效措施 不同种类的鱼有不同的食性。用不同的鱼类和放养以浮游生物为食的鱼类代替草食鱼类可以达到去除湖泊中氮和磷的目的 在水中投喂合适的鱼种，可以达到促进渔业生产和净化水质的双重目的 然而，必须强调的是，数字化设计涉及生物物种的多样性和数量 在控制外源营养物方面，生物处理不如截污工程和污水分流工程那样有效、明显和直接 然而，经过科学定量的设计，这也是去除湖泊内源污染的有效措施 然而，像疏浚和充氧一样，植物和生物功能的使用是科学的，具有数量、程度和数字设计环节 巢湖、西湖、太湖、滇池、五里湖和玄武湖都是明显的教训。同过去一样，越是“治理”，越是“激烈”。没有科学的计划，它就无法继续 河流、湖泊和水库是复杂和动态的生态系统，其恢复和管理必须基于对其生态系统的深入了解 必须综合考虑盆地过程和湖泊动力学 湖泊的特征是由一系列复杂的物理、化学和生物因素决定的。更重要的因素是水文、气候、盆地地质、土壤肥力、土地利用、水力停留时间、湖泊营养和污染物负荷、湖泊习性和生物群等。 在一定条件下有机地利用这些因素可以使湖泊达到生态恢复的目的 根据中央控制系统设计的管理说明，实施适当的工程措施以实现长期健康的生态管理是非常方便和简单的 通过对滇池的“孙-DW”应急处理和后处理措施，公司有信心用原计划投资的1/2 ~ 1/5和原计划时间的1/2 ~ 1/10在短时间内恢复滇池原有生态。 城市污水处理技术，经济和生物养分的综合去除 所有这些都是基于数字技术，这可以通过控制每个数量来实现 间歇排水扩展曝气法是欧洲人发明的，其工业实用性是由澳大利亚工程师于1965年实现的 然而，在澳大利亚以外，人们称他为丁苯橡胶 其先进的理念和优良的处理效果已被国际环保行业所接受 2001年4月，国际水协会派出了一个由世界著名的水处理权威——慕尼黑大学的彼得·维尔德勒教授领导的专家组。经过调查，人们指出:“这一思想体系的发展始于早期的sbr法处理城市污水，最成功的一种与其他现代低成本污水处理技术相比耗时30多年。” 作为澳大利亚最新的聚酯技术，澳大利亚近20年来开发的unifed技术可以经济、全面地去除生物营养素 所有这些都是基于数字技术，这可以通过控制每个数量来实现 Sun-idea具有占地面积小的特点，比常规污水处理厂节约20 ~ 40% sun-idea工艺的污水处理程序全部在一个反应池中完成，不需要sbr、二沉池、精滤池等必要的池。，曝气池、缺氧池和厌氧池不需要单独建造 显然，阳光理念大大减少了占地面积，污水处理厂总投资可节约10 ~ 30% 该过程是连续进水和连续出水 运行稳定，出水水质良好，解决了间歇进水控制问题。整个处理过程在plc控制系统的自动监控和模糊智能控制下完成。该系统可根据池内各种污水参数控制自动曝气、沉淀和滗析的程序和时间 每吨水的建设成本和运行成本低 利用阳光理念可以使单个水池和植物群的利用处于最有效的状态，大大减少占地面积，节约建设成本20 ~ 50%；工厂自动化程度高，周期短，加工速度快，液压负荷增加，单位运行成本降低；污泥量少，污泥处理成本相应降低；整个处理过程几乎不需要额外的化学物质 可变菌株的优势受变量控制，治疗效果稳定可靠 处理后的水优于一级水的排放标准 过程控制的灵活调整 来水浓度范围广，对气候、水量和水质适应性强；通过过程控制，池内活性污泥的去污性能最好，出水水质最好；sun-idea的所有处理过程(进水、曝气、沉淀、滗析、硝化和反硝化等)。)在同一个反应器中完成，驯化后的混合菌种用于去除有机物、氮磷等营养物质和mlss在最大程度上；考虑到部分污水磷含量较高，sun-idea可适当调整，通过生物除磷(预设缺氧厌氧区和污泥回流)，出水磷含量可稳定在0.5ppm以下；Sun-idea工艺采用了一种独特的虹吸浮动撇油器，它可以“精确地”从液面以下撇去上层水最清澈的部分 孙-点子单池运作在项目中的分阶段实施组合 扩容方便、经济，是一种着眼发展和未来的污水处理新模式；该装置随车移动，可适应村镇发展 建设周期短 每天处理20万吨的系统建设周期约为一年；10万吨的日处理量约为12个月 在圣迪奥的技术开发中，圣爱公司检测了无数的进水cod、bod、ss、△p、△n、do流量等数据。，并将它们存储在计算机中。通过对活性污泥中各种条件的数字化分析和比较，培养出生物去污、生物脱氮和生物除磷的优势菌群，通过数字化分析得出最佳污染控制方案，并预测出水标准。 通过累积不少于10，000个数学模型，可以获得当前的自由设计 Sun-sep技术是纳米和亚纳米条件下水处理中一种非常有效的高强度氧化还原应用技术 高浓度有机废水的处理一直被认为是一个难题。sun-sep技术是澳大利亚的一项成熟技术，由萨纳伊公司引进、吸收和开发，是纳米和亚纳米条件下水处理中一项非常有效的高强度氧化还原应用技术 可用于工农业、化工、食品、造船、印染、油田、餐饮、医疗等非生化领域的高浓度有机废水处理。 sun-sep技术的特点是:与传统的离心、过滤和daf系统相比，重量、体积和投资成本大大降低，可引发自由基反应，能耗极小，处理效率高，bod/cod去除率可达80 ~ 95%；ss和磷的去除率达到95%以上；氨氮去除率大于75% 抗冲击能力强，运行成本低，< 0.6 ~ 1.5元/吨水(一般高浓度废水) 当废水被装置加速压缩并高速喷出时，由于压力的突然变化而形成氧腐蚀现象 氧蚀刻获得的高能使污染物(有机和无机)破碎或破裂；水簇被还原或裂解成氢和氧 这些纳米或亚纳米状态的物质在瞬间发生强烈的氧化或还原反应，达到去污的目的 其工作原理是将空气体输入容积式泵，然后将旋风分离器引入sun-sep专利设备，产生压力和驱动力，使空气体和液体流体完全混合，最后在气浮池中进行气浮分离。 此外，太阳-SEP设备中没有运动部件，流体通过特殊管道后会自行旋转。因此，Sun-SEP做到了这一点，其维护成本大大降低 根据两相的密度差，该系统主要是将气泡附着在一相上并使其上浮 这一概念并不新鲜，但是在sun-sep中使用溶解气浮的方法是创新的，这被国内环保部门认为是革命性的进步 Sun-sep可广泛应用于畜禽废水和其他高浓度有机废水的处理。用于污水处理中的固液分离；油田用于炼油厂、钢铁厂、金属加工油脂化工厂、食品加工厂和类似行业的油脂分离和含油水处理；用于造纸厂和纸浆厂分离和回收纤维；用于工业废液的分离和处理(如金属氢氧化物和颜料的分离) 精准环保水处理技术 控制数字的方法在理论上已经达到了零排放，有益成分的重复形成，以及反馈的可能性...(中国环境报记者赵)