立體式“三廢”綜合治理新模式初探

劉含笑，酈建國，姚宇平，章 涵

（浙江菲達環保科技股份有限公司，浙江 諸暨 311800）

立體式“三廢”綜合治理新模式初探

劉含笑，酈建國，姚宇平，章 涵

（浙江菲達環保科技股份有限公司，浙江 諸暨 311800）

提出了一種全方位立體式“三廢”綜合治理新模式構想，該模式通過多設備協同脫除多種污染物的思路和將不同污染物處理系統有效集成的方式，實現了煙氣、污水、固廢一站式綜合治理。

“三廢”治理；多污染物協同脫除；系統集成

環保產業作為戰略新興產業，發展潛力巨大。《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》對環境保護提出了新的要求，節能降耗、減排治污的新任務為環保裝備產業發展提供了新的驅動力，國家對環境保護的投資力度也將進一步加大，“十二五”期間，全國重點區域大氣污染防治中重點項目投資需求約3500億元，全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃投資近4300億元，全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設總投資約2636億元。在如此巨大的市場推動下，環保行業必將迎來新一輪技術、產業變革。

1 “三廢”綜合治理新模式的提出

目前，國內對于煙氣、污水、固廢“三廢”的治理模式主要有：

（1）單一公司重點治理單一類型的污染物

菲達、碧水源、光大等企業，分別是煙氣、污水、固廢治理行業的龍頭企業，專注于各自領域，對其他領域涉獵較少，而同時具備煙氣、污水、固廢大規模處理能力的公司尚未見報道。

（2）單一系統處理單一類型污染物

煙氣、污水、固廢的治理大都分別依靠一套處理系統或治理流程，各自單獨進行，但對于城市工業污染來說，“三廢”往往是同時存在的，分開治理勢必會造成一定的資源浪費。在污染物的收集、治理及循環利用等方面，均有很大的整合空間。

（3）單一設備處理單一污染物

以大型燃煤電站煙氣治理為例，沒有充分考慮脫硝、除塵、脫硫系統之間的協同工作效應，設備投資大、資源和能量消耗大，占地面積大。如在煙塵治理方面，WFGD具有一定的除塵效果，但也存在石膏漿液的攜帶問題，隨著排放限值的趨嚴，假如一味追求WFGD的脫硫效率而不考慮其協同除塵效果，可能會使除塵投資大幅增加，造成資源浪費。

“三廢”的主要治理模式如圖1。

圖1 目前的“三廢”治理模式

針對目前“三廢”治理模式的現狀及存在問題，本文提出了一種全方位立體式 “三廢”綜合治理新模式的構想，該模式基于兩種技術思路（如圖2所示）。

圖2 全方位立體式“三廢”綜合治理新模式

其一是從設備一體化角度出發，研究多污染物同時脫除，希望通過設備一體化來降低工程的投資和運行管理費用。如在煙塵治理方面，開發出多種污染物（主要是PM、NOx和SO2）一體化脫除技術，如高性能除塵技術、等離子體脫硫脫硝技術、光催化煙氣處理技術、濕法煙氣脫硫脫硝一體化技術、生物質活性炭吸附一體化技術等，實現多種煙氣污染物協同高效脫除。

其二是將煙氣、污水、固廢三個治理系統有效集成，從污染物的收集、治理及循環利用等方面高效整合，實現煙氣、污水、固廢一站式綜合治理。

2 “三廢”綜合治理產業鏈構想

本文構想的“三廢”綜合治理產業鏈的全景圖如圖3所示。首先，將城市生活區與工業區分開，“三廢”綜合治理工業園可建于工業區核心位置，方便廢物及時處理。對于城市污水及固廢，可通過特定的方式收集或運輸，經處理后一部分可回收利用。“三廢”治理在消耗一定能源的同時，也可為工業區輸出一定的產品，如垃圾、污泥焚燒等可發電或供熱等。另外，政府職能部門、環保監測單位、工業企業、民眾等共同組成監管組織，進行實時監測，保證工業園區環保數據公開化、透明化。

2.1 煙氣綜合治理流程

以電廠或熱電廠的煙氣綜合治理為例，治理流程如圖4所示。

（1）煙塵治理方面

通過換熱器降低煙氣溫度至酸露點以下，使SO3吸附冷凝在飛灰顆粒上，大幅降低飛灰比電阻，并使煙氣流速降低，擊穿電壓升高，從而大幅提高除塵器的除塵效率。同時提高脫硫塔的協同除塵效果。增設濕式電除塵器（WESP）可進一步去除殘余的微小顆粒物，最終實現煙塵達標排放，甚至“超低排放”。

圖3 產業鏈全景圖

圖4 煙氣綜合治理流程

（2）NOx治理方面

通過低氮燃燒技術，減少NOx生成。采用高效脫硝催化劑，大幅提高NOx脫除效率。脫硫塔可適度脫除NO2，增設濕式電除塵器（WESP）可進一步去除殘余的NO2，最終實現達標排放。

（3）SOx治理方面

高效脫硝催化劑可降低SO2氧化率，抑制SO3生成。通過換熱器降低煙氣溫度至酸露點以下，使SO3被飛灰吸附，通過除塵設備被高效脫除。脫硫塔可脫除大部分的SO2和一部分SO3。增設濕式電除塵器（WESP）可進一步去除殘余的SO3，最終實現達標排放。

在具體實施過程中，可根據不同的燃料特性、鍋爐的燃燒特性、煙氣條件等對各煙氣處理設備進行適當調整，使系統的技術性、經濟性達到最佳。

2.2 污水綜合治理流程

污水綜合治理具體流程如圖5所示。建設完整的污

水處理管網，將通過城市及工業區污水管網所收集的生活污水、工商業污水、雨水及其他污水進行除渣、除害處理，以及污泥的后續加工，之后將經過無害處理且符合國家環保標準的污水排放，并將可回收利用的水處理成再生水或工業用水，進行循環利用。

圖5 污水綜合治理流程

以燃煤電廠為例，目前，為了適應新的節能環保要求，一種新的水處理系統—“水島”EPC模型被提出來（如圖6所示），該模式采用“多水合一”方式，與常規模式相比，其建設投資節省至少10%，運營成本減少至少15%，且減排效果顯著，國電、華電集團的多家電廠均已采用該模式。

圖6 “水島”網絡結構

2.3 固廢綜合治理流程

固廢綜合治理具體流程如圖7所示。首先對城市生活固廢及工業固廢等進行分類收集運輸，對有價值固廢進行重新加工，并回收利用，對無價值固廢進行無害化處理后分別進行固化物化、安全填埋或焚燒等處理。

圖7 固廢綜合治理流程

2.4 不同治理系統有效整合

如圖4～圖6所示，不同污染物治理系統間均存在一定的整合空間。污水處理后的污泥及部分可焚燒固廢，可直接用于焚燒或通過混煤技術摻燒，且污水處理后循環利用可為部分煙氣、固廢治理設備提供工業用水。從污染物的收集、治理及循環利用等方面進行有效整合，統籌規劃布局，掌握關鍵資源，把控重要環節，整合資源，實現資源能源利用率最大化、節能減排最優化。當然，對于不同治理系統間的有效整合點及相關技術，還有待于進一步挖掘和發展。

3 固廢收集環節的構想—企業、政府、民眾三方共贏

目前，由于體制問題，導致固廢的收集運輸環節和處理環節存在割裂現象。在收集運輸環節，行政壟斷日益嚴重，而處理環節則在逐漸地市場化放開，政府購買服務的方式，也集中在處理環節。環保企業若有意取代政府的環衛部門，進入固廢的收集運輸環節，需對運營模式進行創新，尋找企業、政府、民眾（或污染企業）三方的共贏點。以城市垃圾的收集運輸為例，構想如圖8所示。

企業從市政部門接管垃圾收集運輸業務后，首先對其收集運輸設施進行完善，并將垃圾分類工作拿到污染源頭來做，盡可能實現設備自動化、智能化、便捷化。在運營過程中，向民眾收取一定的垃圾處理費，根據民眾的問題反饋切實解決環境污染的實際問題，同時可得到政府相應的政策支持。

民眾在政府大力宣傳和一定的獎懲機制約束下，自覺配合并規范使用垃圾收集設備，實現垃圾自動分類處理，在大幅改善生活環境的同時，自身素質也得到

提升。

政府實時對各環節進行有效監管，做好政策扶持和環保意識宣傳工作，最終實現環境的有效改善，提高政府公信力。

圖8 城市生活垃圾收集運輸環節構想圖

4 產業園商業模式構想—自主經營，自負盈虧

目前，煙氣、污水、固廢治理的產業園的新型商業模式主要有BT、BOT、BOO等，但在實際治理過程中，“既當裁判員又當運動員”或“裁判員、運動員是一家”的現象普遍存在，環保質量考核指標缺乏嚴格監管，數據不夠公開化、透明化。鑒于此，本文提出一種污染物治理產業自主經營、自負盈虧的商業模式構想（如圖9所示）。

圖9 產業園商業模式構想圖

制造污染的企業將所有“三廢”治理設備的建設、運營部分全部移交出去，由環保企業全權負責，并向環保企業支付污染物處理費用，可簽訂污染物排放指標合同，按合同付費。

環保企業全權負責污染物的治理，權利、責任明確，自主經營，并自負盈虧。在治理過程中方便對產業園的關鍵資源、重要環節進行有效整合，實現資源能源利用率最大化、節能減排最優化。

民眾實時監督，并可向政府提供合理化建議。政府制定嚴格的污染物排放限值，嚴格監管，獎懲分明，并對率先開展這種商業模式的環保企業提供政策支持。

5 行業未來的發展戰略構想

目前，環保行業形勢看好，結合本文提出的煙氣、污水、固廢一站式綜合治理—全方位立體式“三廢”綜合治理新模式，對行業未來的發展戰略進行簡單的構想（如圖10所示）。

圖10 環保行業3×5年的發展戰略構想圖

（1）第一個5年計劃

扶持各行業的龍頭企業，通過技術引進或合作的方式，掌握各領域綜合治理技術，為不同污染物治理系統的有效整合提供技術儲備。

（2）第二個5年計劃

挖掘不同污染物治理系統的技術整合點，集成優化，在政府支持下，建設首個“三廢”一站式綜合治理產業園（雛形），并大力宣傳推廣，擴大影響力，借此吸引更多高質量人才及環保企業加盟。

（3）第三個5年計劃

經過第二個5年計劃的摸索及嘗試，總結技術、運營、管理等經驗，形成一套完善的體系，至此，建成完善的煙氣、污水、固廢一站式綜合治理—全方位立體式“三廢”綜合治理產業模式，并迅速將該模式復制，在全國范圍推廣。

6 結語

針對我國日益嚴峻的“三廢”污染形勢，要實現各污染物的經濟、高效治理， 須從系統整體的角度考慮，充分利用各污染物脫除設備之間的協同能力，并將不同污染物處理系統有效集成，實現資源、能源利用率最大化，節能減排最優化。煙氣、污水、固廢一站式綜合治理模式的提出、研究及實施，可為我國“三廢”治理提供一條新思路。

[1]邱才娣.靜脈產業園的發展現狀及對策探討[J].綠色科技，2012（1）：15-18.

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[3]楊運平，冷小波，李銳，等.燃煤電廠水處理系統建設新模式—“水島”EPC模式[J].工業水處理. 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

國家高技術研究發展計劃（863計劃）“燃煤電站PM2.5捕集增效與優化技術與裝備研制”（2013AA065002）。