陶瓷膜新技术助力污水处理“节地降碳提质增效”
转自：中国科技网
科技日报记者李禾
在江苏省张家港市第三污水处理厂里，上百片白色陶瓷膜堆叠形成的膜组件，浸没在反应池中。污水在陶瓷膜片内高速流动，水分子、有益矿物质通过纳米级膜孔向外流出，污染物被膜截留，从而达到污水净化、达标排放的目的。
日前，中国环境科学学会组织的“华远环境功能纳米陶瓷膜技术产品应用推广专家论证会”在张家港举办。专家组考察了张家港市第三污水处理厂等项目后认为，张家港市华远环境科技有限公司（以下简称华远环境）生产的纳米陶瓷平板膜产品，拥有自主知识产权，在示范应用中体现出良好运行效果，在污水处理厂原位扩容和提标改造、饮用水深度处理及直饮水净化领域具有较好市场前景。
张家港市第三污水处理厂工作人员说，该污水厂二期工程处理规模为2万立方米/天，采用纳米陶瓷膜工艺，2020年底投入运行。目前该厂出水水质可稳定满足“苏州特别排放限值”。
“受预留地面积制约，张家港市第三污水处理厂二期工程占地仅为一期的一半。”华远环境副总经理张保恩说，与传统污水处理工艺相比，纳米陶瓷膜生物处理技术以新型功能纳米陶瓷膜为核心，不需要建设二沉池和反硝化滤池，大大简化缩短工艺流程，还可节约40%以上的土地面积。
同样的例子还有广东肇庆鼎湖区城区污水处理厂。该厂2万立方米/天的处理项目采用圆形陶瓷膜污水处理工艺一体化设施，厂区总占地仅4700平方米，项目建设周期仅6个月。
污水处理厂的微生物是水净化的核心。通常情况下，污水处理厂在运行中，需外购碳源促进微生物代谢、降解污水中有机物。“由于陶瓷膜工艺通过对不同分区的溶解氧浓度进行精确控制，在微氧状态下使菌体共生，形成短程硝化—反硝化及厌氧氮氧化过程，利用剩余污泥作为内碳源有机物基底参与脱氮，既减少了污水处理后污泥的排放，又减少对外碳源的需求，在不加或少加药剂条件下，实现达标排放。”张保恩说，据张家港市第三污水处理厂、肇庆鼎湖区城区污水处理项目数据监测分析，其污泥排放量较传统工艺减少约40%，大幅降低污水厂综合运营成本。
有关评审专家也表示，近年来，浙江、江苏等地相继提出要提高污水厂出水标准，污水处理厂也向高效短流程、节能减排方向转变。纳米陶瓷膜过滤技术占地面积小、出水水质好，加上纳米陶瓷膜使用寿命长、化学稳定性好、强耐污染、易安装维护、材料绿色环保等特点，正成为现代绿色低碳污水处理技术发展的重要研究方向。
“张家港项目运行4年来，纳米陶瓷膜性能与初始状态保持一致稳定性。陶瓷膜使用20年后，还可粉碎再作为耐火材料继续利用。”江苏新芳科技集团董事长黄和芳说。
据悉，华远环境利用陶瓷的耐氧化等特性，还开发了具有催化功能的平板陶瓷膜，对水中残留的药品、抗生素等去除率超过95%，相关工艺及效果已在自来水厂通过中试验证。华远环境联合北京排水集团，在北京高碑店污水处理厂开展尾水纳米陶瓷膜催化氧化深度处理中试，结果表明，能高效去除水中的新兴痕量污染物，如环境激素（EDCs）、残留抗生素（PPCPs）、残留农药等，去除率达95%以上。
（受访者供图）