环境污染控制技术案例

1 铁基SCR催化剂

技术咨询单位：清华大学

项目使用情况及节能效果：在某热电企业200MW机组SCR的A反应器部分使用，脱硝效率>90%（氨氮摩尔比＜1.0，氨逃逸率＜5ppmv），催化剂成本和运行费用小于传统SCR技术的70%。该项目连续运行11个月后脱硝效果良好，年减少NOx排放50%，每台炉年可节省柴油50%，合节约750t标准煤/年，尿素使用每台炉年减少40%，每年每台炉节约78万元，催化剂损耗费用年节省30%，每年每台炉节约60万元。项目投资回收期为3.8年。

技术原理：选择性催化还原（SCR）主要是通过烟气中一氧化氮的脱除来实现氮氧化物的排放控制。铁基硫酸盐SCR催化剂，在无氧条件下，碱式硫酸铁能够参与脱硝反应，实验证实了铁通过价态变化参与SCR的可能。对于一氧化氮和氨气的吸附进行分析，明确了氨气以B酸吸附，一氧化氮吸附于铁离子上。并对于氨气的B酸吸附形式进行了更正。硫酸根提供B酸性位，铁价态转化提供氧化性，碱式硫酸铁上二者是成对出现的，硫酸铁上多的硫酸根可以通过S价态转化加强氧化性，其脱硝效果更好。

关键技术：铁基硫酸盐整体式催化剂的制备工艺与商用V2O5-WO3/TiO2催化剂的制备工艺基本相同，活性成分由金属氧化物替换为金属盐类对泥坯的成型、干燥和烧成过程影响不大，工艺稍作调整即可。两种催化剂制备工艺的主要差异体现在成型之前泥料的准备过程上。金属盐类物质在混料之后会有结晶的现象，局部形成一些大颗粒而影响成型。因此铁基硫酸盐催化剂制备工艺中练泥过程要更为复杂一些。

技术特点：SCR催化剂截面积150×150mm，单元格边长7.1mm，壁厚1.1mm，孔数18×18，催化剂长度1.1m。催化剂活性材料为硫酸亚铁。硫酸亚铁使用后的乏催化剂可简单弃置，不会对环境造成二次污染。

适用范围：燃煤电厂和其他燃煤锅炉的烟气治理。

2 污水处理厂全程节能集成技术

技术咨询单位：北京城市排水集团有限责任公司

项目使用情况及节能效果：该技术的主要功能是实现鼓风曝气精确控制和水源热泵供热制冷，应用结果表明改造费用较低、运行管理简单、控制算法合理可靠、故障率低，在提高整个污水处理系统脱氮除磷效果的同时，减少了曝气能耗、供暖蒸汽、制冷能耗，降低了运行成本。改造后，吨水电耗节约11%以上，每年总电量减少140万kWh以上，氮磷达标率提高了22%以上。项目静态投资回收期为2.4年，动态投资回收期为3.9年。

技术原理：根据进水负荷实时精确调整供气量，合理控制溶解氧分布，均衡各单元水位减少曝气器出口静压，实现鼓风机供气量和出口压力最小化；提升泵的泵前液位高水位运行，减少提升泵的输送扬程；以二级处理/深度处理水为低温热源的热泵中央空调系统，提高热交换效率。

关键技术：（1）以前馈控制模型为核心的溶解氧和氨氮联合控制精确曝气技术，实现精确供氧。（2）以可调堰控制为核心的精确配水节能达标装置与技术，实现鼓风机出口压力最低化。（3）以二级处理/深度处理水为低温热源的热泵技术，为污水处理厂内及周边地区的冬季采暖和夏季空调提供了一种新型的、无污染的、经济的能源方式。

适用范围：城镇污水处理厂。

3 生物脱硫技术

技术咨询单位：北京石油化工学院

项目使用情况及节能效果：某制药企业生产维生素C时使用大量硫酸，产生的废水在UASB处理时硫酸还原成H2S，沼气中H2S达到14000ppm，每天处理6000t高浓度的有机废水，日产沼气24000m³。为了减少沼气燃烧时SO2的排放量，建造了沼气生物脱硫处理工程。沼气脱硫后H2S含量降至500～1000ppm，脱硫效率达到95%。整个生物脱硫处理单元没有高温、高压等设备，项目可运行10年以上。

该制药企业以前气没有经过脱硫直接燃烧，每年SO2的排放量达到260t，增加生物脱硫工程后，每年可以减排SO2245t。与化学脱硫相比，每m³沼气的脱硫费用可以降低0.04元，一年可以节约成本34万元。项目投资以100万元计算，4年可以回收投资。

技术原理：在吸收塔中用稀碱液把沼气中H2S洗脱下来，在生物反应器中把吸收液中H2S氧化成单质S，生成的单质硫可以通过沉降槽和硫渣分离器从处理系统中排出去。对于大型的沼气工程还可以进一步回收单质硫。

虽然在吸收塔中把H2S吸收下来需消耗等摩尔OH-，但是在后续HS-生物氧化过程产生等量OH-。所以合理控制生物氧化过程的工艺参数，尽量避免单质硫进一步氧化成硫酸根，在整个处理系统中需补充的碱用量极少。

关键技术：（1）本项目的主要菌种是排硫硫杆菌，沼气生物脱硫系统菌种驯化时需要为排硫硫杆菌的生长提供合适的条件。（2）控制生物反应条件，尽可能使硫化物氧化成单质硫，减少硫酸的生成量，从而降低处理成本。（3）为了避免吸收塔的堵塞，生物反应器中生成沉降性能良好的污泥，降低吸收液中的悬浮物浓度。

适用范围：沼气脱硫、炼油厂尾气脱硫、炼油厂含硫污水脱硫等项目的的脱硫处理。

4 利用水泥窑处置垃圾焚烧飞灰技术

技术咨询单位：北京市琉璃河水泥有限公司

项目使用情况及节能效果：通过技术集成和关键技术研发，构建用垃圾焚烧飞灰烧制水泥的成套技术。通过二级逆流漂洗等关键技术解决飞灰氯含量高、安全入窑等瓶颈问题。在某水泥企业采用该技术进行飞灰水洗预处理，并用预处理后飞灰烧制水泥，具有较好的节能环保效果，年处置垃圾焚烧飞灰3万t。

技术原理：垃圾焚烧飞灰经过水洗预处理除去氯离子和钾钠离子之后，经干燥送入水泥窑高温段进行水泥窑共处置，飞灰中的二噁英彻底分解，重金属有效固化在水泥熟料矿物晶格之中，实现了飞灰的无害化处置。

技术特点：（1）将细粉体输送干燥、分散洗涤、常规污水处理、水泥煅烧及尾气治理技术等化工、环保和建材领域常用技术进行集成，安全有效地解决垃圾焚烧飞灰处置难的问题，并进行资源化利用。（2）采用二级逆流漂洗技术降低氯含量；共沉淀技术、絮凝技术去除重金属；防尘泄漏技术、煅烧工艺技术实现飞灰的安全入窑和水泥制备，通过这些关键技术突破，解决垃圾焚烧飞灰资源化利用瓶颈问题。

适用范围：建材行业等。

5 有机固体废弃物好氧发酵处理智能监控

技术咨询单位：北京中科博联环境工程有限公司

项目使用情况及节能效果：某工程对好氧发酵堆体的温度、氧气、水分等关键参数进行了实时在线监测，通过智能监控等技术，实现了对关键工序的智能化控制。该工程不仅达到了设计要求，而且取得显著节能减耗效果。与同类工程相比，节电率达63%～85%，年节能折合标准煤2900～9000t，减排CO2约1400 t。

技术原理：(1)有机固体废物好氧发酵处理智能监控技术。智能监控技术通过氧气、温度、水分、臭气等数据的实时采集，采用CompSoft工艺软件包及计算机控制平台等控制系统，根据不同的物料、在不同的发酵阶段根据发酵过程自动选用最优的氧气供应模式，为鼓风机变频调节提供依据。（2）有机固体废物好氧发酵处理智能控制匀翻机。在传统匀翻机（翻抛机）的基础上首创智能监控和远程无线遥控功能。通过红外定位设备，可完成匀翻机的变槽、变轨操作，同时，可根据物料的性质，控制变频驱动系统，从而调整匀翻机停留时间、滚筒的运转速度。

主要技术指标：（1）堆肥专用氧气监测探头。测量范围：0%～30%；测量精度：±3%FC；分辨率：0.01%Vol；二线或三线制4～20mA输出（12～36VDC供电设计）；最大传输距离：1100m；最大功耗：3W；响应时间：＜15s。（2）堆肥专用温度监测探头。测量范围：测量范围：-60～105℃；测量精度：0.1℃；基本误差：＜0.5%；响应时间：＜2S；分辨率：1%；工作电压：DC24V。（3）匀翻机：电耗为1.4kWh/t湿污泥；行走速度2～4.5m/min，匀翻深度0～1.8m，最大匀翻能力可达2900m3/h，1m外噪音≤75dB（A）。

适用范围：城市污泥、生活垃圾、畜禽粪便等有机固体废物的无害化处理与资源化利用。