全國(guó)首次！歷時(shí)3年！按下污水處理提質(zhì)增效“快進(jìn)鍵”
一根面條粗細(xì)的膜絲，筑起了污水處理的堅(jiān)固防線。一滴滴污水穿過(guò)膜絲表面微孔，完成最后的凈化，重新返回自然界。在福州水務(wù)集團(tuán)有限公司所屬福建海峽環(huán)保集團(tuán)股份有限公司的車間里，這樣的綠色之旅每天都在發(fā)生。
作為目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的污水處理設(shè)備之一，膜在市政污水處理領(lǐng)域的使用壽命大約5年~8年，如何讓它延長(zhǎng)使用壽命，盡可能多的發(fā)揮余熱？近日，福州水務(wù)集團(tuán)所屬海環(huán)公司攜手同濟(jì)大學(xué)，經(jīng)過(guò)3年的努力，攻克PVDF膜修復(fù)技術(shù)，相比更換新膜，每10萬(wàn)噸污水的處理規(guī)?？蓜?chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益約300萬(wàn)元。這在全國(guó)屬首次！
技術(shù)破局：瞄準(zhǔn)痛點(diǎn)不懈鉆研科研方向
膜以其穩(wěn)定的過(guò)濾性能和占地面積小的優(yōu)勢(shì)，在國(guó)內(nèi)污水處理行業(yè)被廣泛使用。以海環(huán)公司為例，旗下污水處理廠大規(guī)模使用PVDF中空纖維膜為主的MBR工藝，使用的膜絲超過(guò)100萬(wàn)平方米。隨著膜陸續(xù)進(jìn)入“晚年”，過(guò)濾效能下降，能耗提高，直接影響生產(chǎn)效益。
得益于與同濟(jì)大學(xué)長(zhǎng)期的產(chǎn)學(xué)研合作，海環(huán)公司關(guān)注到了同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)王志偉教授團(tuán)隊(duì)的膜修復(fù)再生技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)利用新型藥劑清洗修復(fù)膜的損傷，使膜的性能恢復(fù)到接近新膜水平，此前該技術(shù)一直停留在實(shí)驗(yàn)室階段。海環(huán)公司果斷作出決定，先行先試，在全省規(guī)模最大的洋里污水處理廠，專門劃分出一個(gè)廊道（含8個(gè)膜架，日均產(chǎn)能4000多噸）來(lái)進(jìn)行工程論證。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在檢查膜絲修復(fù)情況
“基層需求在哪里，實(shí)踐堵點(diǎn)在哪里，研究的方向就應(yīng)該在哪里。”回憶起膜修復(fù)課題的立項(xiàng)初衷，海環(huán)公司總工程師張莉敏坦言降本增效的研究思路貫穿始終，“只有把實(shí)驗(yàn)室建在生產(chǎn)線上，才能真正檢驗(yàn)技術(shù)的有效性，讓技術(shù)創(chuàng)新真正為降本創(chuàng)效服務(wù)?！?/p>
2021年3月，“膜修復(fù)再生與延壽”項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“項(xiàng)目”）正式立項(xiàng)，項(xiàng)目總投入約800萬(wàn)元，由集團(tuán)總工掛帥，科發(fā)部、事業(yè)部和項(xiàng)目公司等近20人組成攻關(guān)小組。一場(chǎng)以生產(chǎn)實(shí)踐為導(dǎo)向，以降本增效為目標(biāo)的技術(shù)攻關(guān)正式拉開(kāi)帷幕。
闖關(guān)升級(jí)：攻堅(jiān)克難打造舊膜重生路
對(duì)海環(huán)公司膜修復(fù)團(tuán)隊(duì)而言，歷時(shí)三年的征程是一條充滿未知與挑戰(zhàn)的道路。從最初的理論研究和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，再到生產(chǎn)線上的大規(guī)模實(shí)踐，每一步都面臨工況的巨大變化，都是對(duì)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)變能力和攻堅(jiān)韌勁的嚴(yán)峻考驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室里只需要一束膜絲的實(shí)驗(yàn)，到了生產(chǎn)線廊道，就要解決設(shè)備調(diào)試的復(fù)雜性和修復(fù)方案的不確定性。
廊道實(shí)驗(yàn)之初，攻關(guān)小組就碰到了工效太低的難題。實(shí)驗(yàn)室里耗材只需要一束膜絲，單人清洗就可以完成。到了污水廠，每一個(gè)膜架則需要近20人清洗兩天才能完成，人工和時(shí)間成本太高了?！拔覀兙拖?，能不能用機(jī)器代替人來(lái)完成清洗工作？”海環(huán)公司洋里中心生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)室副主任林丹說(shuō)，大家在車間里搗鼓了一個(gè)多月，研發(fā)出“膜片自動(dòng)化再生修復(fù)系統(tǒng)”。別看它長(zhǎng)得像個(gè)集裝箱，看上去很不起眼，但有了它，僅需一天就能完成一個(gè)膜架的清洗，全程只需3人參與，處理效率顯著提高。
項(xiàng)目初期使用人工清洗膜片
膜清洗自動(dòng)化裝置進(jìn)場(chǎng)運(yùn)行
接下來(lái)一路“過(guò)關(guān)斬將”，2023年8月，終于到了廊道工程實(shí)驗(yàn)階段?！皩?shí)驗(yàn)室方案在中試環(huán)節(jié)的效果非常好，這給了大家很大的信心。”海環(huán)公司科發(fā)部吳秀琴是該項(xiàng)目的骨干。她沒(méi)想到，工程實(shí)驗(yàn)成了整個(gè)項(xiàng)目“最失落的一天”。按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)，清洗好的膜架放進(jìn)廊道，要全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試數(shù)據(jù)?！澳翘齑蠹叶荚诘葦?shù)據(jù)，連晚飯都顧不上吃?！钡瞧聊簧系臄?shù)據(jù)卻很不爭(zhēng)氣——忙活大半個(gè)月修復(fù)的膜，在投入當(dāng)天性能就以極快的速度衰減。第一次廊道實(shí)驗(yàn)失敗了。
“大家都很失望，但沒(méi)空沮喪。”當(dāng)天深夜，現(xiàn)場(chǎng)的海環(huán)團(tuán)隊(duì)和一直在線上等候的同濟(jì)團(tuán)隊(duì)，開(kāi)始緊急排查失敗原因。經(jīng)過(guò)近半個(gè)月分析驗(yàn)證，原因找到了：廊道比實(shí)驗(yàn)室規(guī)模大，膜絲帶水太多影響了藥劑清洗修復(fù)效果。
隨后，大家又花了一個(gè)月優(yōu)化修復(fù)方案，2023年12月，再次修復(fù)的膜片性能終于達(dá)到預(yù)期的效果。此后，經(jīng)過(guò)近一年時(shí)間的反復(fù)觀測(cè)運(yùn)行，膜修復(fù)項(xiàng)目宣告成功，污水處理提質(zhì)增效成為現(xiàn)實(shí)！
未來(lái)可期：提升優(yōu)化永遠(yuǎn)在路上
2024年，修復(fù)好的膜在洋里中心陸續(xù)投入使用，運(yùn)行狀況良好。該項(xiàng)目的第一個(gè)“客戶”——海環(huán)公司權(quán)屬福清藍(lán)園污水處理廠，引入洋里中心舊膜修復(fù)的一組膜裝置，顯著緩解了因舊膜老化帶來(lái)的污水處理壓力。
藍(lán)園廠膜生產(chǎn)車間
“這項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用在未來(lái)具備產(chǎn)業(yè)化的潛力。”張莉敏說(shuō)，目前海環(huán)公司旗下多個(gè)項(xiàng)目均使用以PVDF中空纖維膜為主的MBR工藝，總設(shè)計(jì)規(guī)模達(dá)到56.3萬(wàn)噸/日，而國(guó)內(nèi)膜材料市場(chǎng)就超過(guò)3000億元規(guī)模。隨著膜修復(fù)技術(shù)的推廣，在緩解舊膜性能衰減帶來(lái)的產(chǎn)能壓力的同時(shí)，能夠有效降低因頻繁更換新膜、處置廢棄膜而產(chǎn)生的成本，增加企業(yè)運(yùn)營(yíng)的利潤(rùn)。
對(duì)海環(huán)公司而言，膜修復(fù)項(xiàng)目還具有更深層次的意義。3年項(xiàng)目攻關(guān)，培養(yǎng)起一批膜設(shè)備全生命周期運(yùn)營(yíng)的專業(yè)人才，這一專業(yè)人才梯隊(duì)也陸續(xù)成為海環(huán)公司污水廠運(yùn)營(yíng)的骨干力量。依托這支隊(duì)伍，海環(huán)公司相繼編制了膜設(shè)備運(yùn)行規(guī)范，參與編制了福建省城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)等一系列運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，膜精細(xì)化運(yùn)行的“護(hù)城河”赫然成型。
運(yùn)行質(zhì)量的提升優(yōu)化遠(yuǎn)不止于此。洋里中心團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)的膜智慧化管理系統(tǒng)，可以做到膜工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)以秒為頻次進(jìn)行自動(dòng)收集、分析，從而可以精準(zhǔn)預(yù)測(cè)膜的生命周期（何時(shí)要報(bào)廢）以及“大修”周期（何時(shí)要清洗），讓“智慧工廠”成為可能。洋里中心副總經(jīng)理陳鳴說(shuō)，他們給這個(gè)系統(tǒng)起了一個(gè)很有野心的名字——“膜術(shù)”。
基層污水廠的成功實(shí)踐，也讓技術(shù)的發(fā)明者——同濟(jì)大學(xué)王志偉教授對(duì)該技術(shù)的未來(lái)發(fā)展充滿了信心：采用報(bào)廢膜進(jìn)行再生循環(huán)利用，作為一種創(chuàng)新型的新質(zhì)生產(chǎn)力，不僅僅是對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的綠色化改造，還能夠有效推動(dòng)國(guó)內(nèi)污廢水的減污降碳與資源化利用，從而推動(dòng)建立資源節(jié)約型的技術(shù)體系，為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和提供可行的技術(shù)路徑。
閩公網(wǎng)安備：
