立体式“三废”综合治理新模式初探

刘含笑，郦建国，姚宇平，章 涵

（浙江菲达环保科技股份有限公司，浙江 诸暨 311800）

立体式“三废”综合治理新模式初探

刘含笑，郦建国，姚宇平，章 涵

（浙江菲达环保科技股份有限公司，浙江 诸暨 311800）

提出了一种全方位立体式“三废”综合治理新模式构想，该模式通过多设备协同脱除多种污染物的思路和将不同污染物处理系统有效集成的方式，实现了烟气、污水、固废一站式综合治理。

“三废”治理；多污染物协同脱除；系统集成

环保产业作为战略新兴产业，发展潜力巨大。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》对环境保护提出了新的要求，节能降耗、减排治污的新任务为环保装备产业发展提供了新的驱动力，国家对环境保护的投资力度也将进一步加大，“十二五”期间，全国重点区域大气污染防治中重点项目投资需求约3500亿元，全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划投资近4300亿元，全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设总投资约2636亿元。在如此巨大的市场推动下，环保行业必将迎来新一轮技术、产业变革。

1 “三废”综合治理新模式的提出

目前，国内对于烟气、污水、固废“三废”的治理模式主要有：

（1）单一公司重点治理单一类型的污染物

菲达、碧水源、光大等企业，分别是烟气、污水、固废治理行业的龙头企业，专注于各自领域，对其他领域涉猎较少，而同时具备烟气、污水、固废大规模处理能力的公司尚未见报道。

（2）单一系统处理单一类型污染物

烟气、污水、固废的治理大都分别依靠一套处理系统或治理流程，各自单独进行，但对于城市工业污染来说，“三废”往往是同时存在的，分开治理势必会造成一定的资源浪费。在污染物的收集、治理及循环利用等方面，均有很大的整合空间。

（3）单一设备处理单一污染物

以大型燃煤电站烟气治理为例，没有充分考虑脱硝、除尘、脱硫系统之间的协同工作效应，设备投资大、资源和能量消耗大，占地面积大。如在烟尘治理方面，WFGD具有一定的除尘效果，但也存在石膏浆液的携带问题，随着排放限值的趋严，假如一味追求WFGD的脱硫效率而不考虑其协同除尘效果，可能会使除尘投资大幅增加，造成资源浪费。

“三废”的主要治理模式如图1。

图1 目前的“三废”治理模式

针对目前“三废”治理模式的现状及存在问题，本文提出了一种全方位立体式 “三废”综合治理新模式的构想，该模式基于两种技术思路（如图2所示）。

图2 全方位立体式“三废”综合治理新模式

其一是从设备一体化角度出发，研究多污染物同时脱除，希望通过设备一体化来降低工程的投资和运行管理费用。如在烟尘治理方面，开发出多种污染物（主要是PM、NOx和SO2）一体化脱除技术，如高性能除尘技术、等离子体脱硫脱硝技术、光催化烟气处理技术、湿法烟气脱硫脱硝一体化技术、生物质活性炭吸附一体化技术等，实现多种烟气污染物协同高效脱除。

其二是将烟气、污水、固废三个治理系统有效集成，从污染物的收集、治理及循环利用等方面高效整合，实现烟气、污水、固废一站式综合治理。

2 “三废”综合治理产业链构想

本文构想的“三废”综合治理产业链的全景图如图3所示。首先，将城市生活区与工业区分开，“三废”综合治理工业园可建于工业区核心位置，方便废物及时处理。对于城市污水及固废，可通过特定的方式收集或运输，经处理后一部分可回收利用。“三废”治理在消耗一定能源的同时，也可为工业区输出一定的产品，如垃圾、污泥焚烧等可发电或供热等。另外，政府职能部门、环保监测单位、工业企业、民众等共同组成监管组织，进行实时监测，保证工业园区环保数据公开化、透明化。

2.1 烟气综合治理流程

以电厂或热电厂的烟气综合治理为例，治理流程如图4所示。

（1）烟尘治理方面

通过换热器降低烟气温度至酸露点以下，使SO3吸附冷凝在飞灰颗粒上，大幅降低飞灰比电阻，并使烟气流速降低，击穿电压升高，从而大幅提高除尘器的除尘效率。同时提高脱硫塔的协同除尘效果。增设湿式电除尘器（WESP）可进一步去除残余的微小颗粒物，最终实现烟尘达标排放，甚至“超低排放”。

图3 产业链全景图

图4 烟气综合治理流程

（2）NOx治理方面

通过低氮燃烧技术，减少NOx生成。采用高效脱硝催化剂，大幅提高NOx脱除效率。脱硫塔可适度脱除NO2，增设湿式电除尘器（WESP）可进一步去除残余的NO2，最终实现达标排放。

（3）SOx治理方面

高效脱硝催化剂可降低SO2氧化率，抑制SO3生成。通过换热器降低烟气温度至酸露点以下，使SO3被飞灰吸附，通过除尘设备被高效脱除。脱硫塔可脱除大部分的SO2和一部分SO3。增设湿式电除尘器（WESP）可进一步去除残余的SO3，最终实现达标排放。

在具体实施过程中，可根据不同的燃料特性、锅炉的燃烧特性、烟气条件等对各烟气处理设备进行适当调整，使系统的技术性、经济性达到最佳。

2.2 污水综合治理流程

污水综合治理具体流程如图5所示。建设完整的污

水处理管网，将通过城市及工业区污水管网所收集的生活污水、工商业污水、雨水及其他污水进行除渣、除害处理，以及污泥的后续加工，之后将经过无害处理且符合国家环保标准的污水排放，并将可回收利用的水处理成再生水或工业用水，进行循环利用。

图5 污水综合治理流程

以燃煤电厂为例，目前，为了适应新的节能环保要求，一种新的水处理系统—“水岛”EPC模型被提出来（如图6所示），该模式采用“多水合一”方式，与常规模式相比，其建设投资节省至少10%，运营成本减少至少15%，且减排效果显著，国电、华电集团的多家电厂均已采用该模式。

图6 “水岛”网络结构

2.3 固废综合治理流程

固废综合治理具体流程如图7所示。首先对城市生活固废及工业固废等进行分类收集运输，对有价值固废进行重新加工，并回收利用，对无价值固废进行无害化处理后分别进行固化物化、安全填埋或焚烧等处理。

图7 固废综合治理流程

2.4 不同治理系统有效整合

如图4～图6所示，不同污染物治理系统间均存在一定的整合空间。污水处理后的污泥及部分可焚烧固废，可直接用于焚烧或通过混煤技术掺烧，且污水处理后循环利用可为部分烟气、固废治理设备提供工业用水。从污染物的收集、治理及循环利用等方面进行有效整合，统筹规划布局，掌握关键资源，把控重要环节，整合资源，实现资源能源利用率最大化、节能减排最优化。当然，对于不同治理系统间的有效整合点及相关技术，还有待于进一步挖掘和发展。

3 固废收集环节的构想—企业、政府、民众三方共赢

目前，由于体制问题，导致固废的收集运输环节和处理环节存在割裂现象。在收集运输环节，行政垄断日益严重，而处理环节则在逐渐地市场化放开，政府购买服务的方式，也集中在处理环节。环保企业若有意取代政府的环卫部门，进入固废的收集运输环节，需对运营模式进行创新，寻找企业、政府、民众（或污染企业）三方的共赢点。以城市垃圾的收集运输为例，构想如图8所示。

企业从市政部门接管垃圾收集运输业务后，首先对其收集运输设施进行完善，并将垃圾分类工作拿到污染源头来做，尽可能实现设备自动化、智能化、便捷化。在运营过程中，向民众收取一定的垃圾处理费，根据民众的问题反馈切实解决环境污染的实际问题，同时可得到政府相应的政策支持。

民众在政府大力宣传和一定的奖惩机制约束下，自觉配合并规范使用垃圾收集设备，实现垃圾自动分类处理，在大幅改善生活环境的同时，自身素质也得到

提升。

政府实时对各环节进行有效监管，做好政策扶持和环保意识宣传工作，最终实现环境的有效改善，提高政府公信力。

图8 城市生活垃圾收集运输环节构想图

4 产业园商业模式构想—自主经营，自负盈亏

目前，烟气、污水、固废治理的产业园的新型商业模式主要有BT、BOT、BOO等，但在实际治理过程中，“既当裁判员又当运动员”或“裁判员、运动员是一家”的现象普遍存在，环保质量考核指标缺乏严格监管，数据不够公开化、透明化。鉴于此，本文提出一种污染物治理产业自主经营、自负盈亏的商业模式构想（如图9所示）。

图9 产业园商业模式构想图

制造污染的企业将所有“三废”治理设备的建设、运营部分全部移交出去，由环保企业全权负责，并向环保企业支付污染物处理费用，可签订污染物排放指标合同，按合同付费。

环保企业全权负责污染物的治理，权利、责任明确，自主经营，并自负盈亏。在治理过程中方便对产业园的关键资源、重要环节进行有效整合，实现资源能源利用率最大化、节能减排最优化。

民众实时监督，并可向政府提供合理化建议。政府制定严格的污染物排放限值，严格监管，奖惩分明，并对率先开展这种商业模式的环保企业提供政策支持。

5 行业未来的发展战略构想

目前，环保行业形势看好，结合本文提出的烟气、污水、固废一站式综合治理—全方位立体式“三废”综合治理新模式，对行业未来的发展战略进行简单的构想（如图10所示）。

图10 环保行业3×5年的发展战略构想图

（1）第一个5年计划

扶持各行业的龙头企业，通过技术引进或合作的方式，掌握各领域综合治理技术，为不同污染物治理系统的有效整合提供技术储备。

（2）第二个5年计划

挖掘不同污染物治理系统的技术整合点，集成优化，在政府支持下，建设首个“三废”一站式综合治理产业园（雏形），并大力宣传推广，扩大影响力，借此吸引更多高质量人才及环保企业加盟。

（3）第三个5年计划

经过第二个5年计划的摸索及尝试，总结技术、运营、管理等经验，形成一套完善的体系，至此，建成完善的烟气、污水、固废一站式综合治理—全方位立体式“三废”综合治理产业模式，并迅速将该模式复制，在全国范围推广。

6 结语

针对我国日益严峻的“三废”污染形势，要实现各污染物的经济、高效治理， 须从系统整体的角度考虑，充分利用各污染物脱除设备之间的协同能力，并将不同污染物处理系统有效集成，实现资源、能源利用率最大化，节能减排最优化。烟气、污水、固废一站式综合治理模式的提出、研究及实施，可为我国“三废”治理提供一条新思路。

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[3]杨运平，冷小波，李锐，等.燃煤电厂水处理系统建设新模式—“水岛”EPC模式[J].工业水处理. 2014，34（11）：92-94.

Probe into New Model for “Three Wastes” Comprehensive Treatment

LIU Han-xiao, LI Jian-guo, YAO Yu-ping, ZHANG Han
(Zhejiang Feida Environmental Science & Technology CO., Ltd, Zhejiang Zhuji 311800, China)

The paper presents a new model of “three wastes” comprehensive treatment. The model realizes one-stop comprehensive treatment of flue gas, wastewater, solid waste, based on the thinking of multiple cooperating equipment removal of pollutants and a mode which integrates effectively different pollutant treatment system.

“three wastes” treatment; multiple pollutants cooperating removal; system integration

X70

A

1006-5377（2015）10-0056-05

国家高技术研究发展计划（863计划）“燃煤电站PM2.5捕集增效与优化技术与装备研制”（2013AA065002）。