China Science& Technology Overvie/節(jié)能環(huán)保生物質(zhì)凈化磚的開發(fā)與應(yīng)用史飛1吳金棟1李軍2(1國能納米科技有公司北京1000832國能生物發(fā)電集團(tuán)有限公司,北京100032)【摘要】當(dāng)前我國面臨的水資源短缺且水質(zhì)惡化問題日益嚴(yán)重,但傳統(tǒng)污水處理方法的處理量不足,對于環(huán)境治理效果有限,采用的設(shè)備裝置成本投入量大,運(yùn)行過程復(fù)雜。生物質(zhì)凈水磚使用天然生物質(zhì)灰渣為主要基材,采用“吸附-降解凈水法”和¨吸附-高級氧化法”的紐合凈水過程,摻加碳納米管和枯草芽孢杄菌等有益菌制成。生物質(zhì)凈水磚在北海公園和大觀園水域的示范項(xiàng)目中取得良妤的效果【關(guān)鍵詞】生物質(zhì)灰碳納米管水凈化磚1我國水污染狀況由于水污染對于生態(tài)環(huán)境甚至對人類、以及動、植物的生存、繁隨著我國近代工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展水資源短缺且水質(zhì)衍造成極大地威脅,人們不斷積極尋求水污染的治理方案。傳統(tǒng)的惡化問題日益嚴(yán)重我國人均水資源,已不足世界人均水平的1/4,水處理方法有物理化學(xué)法,如化學(xué)沉淀、物理吸附、過濾法等都取得是一個資源型缺水的國家同時,因?yàn)樗吹乃|(zhì)達(dá)不到國家規(guī)定了不錯的凈化、治理效果然而上述污水處理技術(shù)都采用先將污水的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)我國還是一個水質(zhì)型缺水的國家如果得不到集中,是對于特定污水進(jìn)行凈化,其污水的處理量不足,對于環(huán)境治及時緩解,將會直接或間接地威脅著我國人民的生存和發(fā)展環(huán)保理效果有限,而且采用的設(shè)備成本投入量大,運(yùn)行過程復(fù)雜。為此,部2012年中國環(huán)境公報顯示:十大流域的國控斷面中,1~Ⅲ類、研發(fā)一種免維護(hù)、長期高效、環(huán)境友好的生物質(zhì)水凈化磚將為我國ⅣV~ⅴ類和劣v類水質(zhì)斷面比例分別為68.9%、20.9%和10.2%。主水污染治理提供一條有益探索之路。要污染指標(biāo)為化學(xué)需氧量、五日生化需氧量和高錳酸鹽指數(shù)。62個3.1開發(fā)的思路國控重點(diǎn)湖泊(水庫)中,I~Ⅲ類、Ⅳ~V類和劣V類水質(zhì)的湖泊生物質(zhì)凈水磚的凈水思路是基于“吸附降解凈水法”和“吸附(水庫)比例分別為61.3%、27.4%和11.3%主要污染指標(biāo)為總磷、化高級氧化法”的組合凈水過程。吸附降解凈水法就是利用微生物學(xué)需氧量和高錳酸鹽指數(shù)。的新陳代謝作用將廢水中氨氮、磷、去除的一種方法?！拔揭桓呒壯?我國水污染的根源化法”是在CNT-生物質(zhì)磚外表面擔(dān)載光敏性材料,在光線的作用下生羥基自由基,羥基自由基具有極強(qiáng)的得電子能力也就是氧化能2013年,我國化學(xué)需氧量排放總量為2352.7萬噸氨氮排放總力,氧化電位2.8V羥基自由基將廢水中氨氮氧化成為無毒無害氮量為2457萬噸,主要來源于工業(yè)污水排放、生活污染水排放和農(nóng)氣,反應(yīng)方程如下業(yè)污水排放等。表1為2013年全國廢水中主要污染物排放量3生物質(zhì)水凈化磚的開發(fā)32細(xì)菌的固定化技術(shù)細(xì)菌的固定化技術(shù)是用化學(xué)或物理的方法將游離細(xì)胞定位于材料的限定空間中,并使其保持生物活性且可反復(fù)利用的生物技表12013年全國廢水中主要污染物排放量術(shù)。適用于廢水處理的固定化載體應(yīng)具有以下性能:(1)對微生物無化學(xué)需氧量(萬噸)氨氮(萬噸)毒,生物滯留量高;(2)傳質(zhì)性能好;(3)性質(zhì)穩(wěn)定,不易被生物降解;24.6(4機(jī)械強(qiáng)度高,使用壽命長;(5固定化操作簡單;(6對其他生物的吸匚生活源141.4農(nóng)業(yè)源1125.7附小;(7)價格低廉。下表2為細(xì)菌固定化技術(shù)選用的載體。17.7生物質(zhì)發(fā)電廠灰渣的主要組成為硅酸鹽、鉀鹽以及鐵的化合排放總量352245.7下轉(zhuǎn)第9頁mm以上6mm以下圖1HB19型凈化磚表2細(xì)菌固定化技術(shù)選用的載體無機(jī)載體炭:多孔玻璃;石英砂;氧化鋁;硅膠;硅藻土;高嶺土;沸石;焦炭;多中國煤化工天然:瓊脂;角叉膠;海藻酸鈣CNMHG2有機(jī)載體合成:聚丙烯酰胺(ACAM)凝膠;聚乙烯醇(PVA)凝膠;硅膠;光硬化樹脂漿內(nèi)乙怖乙一群(PEG交聯(lián)劑:戊二醛;甲苯二異氰酸酯:雙偶聯(lián)苯胺2014年8月上第15期總第195期7China Science& Technology Overvie/節(jié)能環(huán)保域建立的監(jiān)督機(jī)構(gòu)能夠在更高的層面上對地方的環(huán)保工作進(jìn)行監(jiān)4結(jié)語督,使得政策命令能夠暢通的下達(dá),地方部門的推諉、扯皮現(xiàn)象要堅(jiān)對于人類來說,地球是人類賴以生存的家園,人類在地球上求決杜絕得了需要的空氣、水以及能量,不僅如此,人類在地球上的一切活動34地方環(huán)保部門的領(lǐng)導(dǎo)要加強(qiáng)都需要地球來給予,但是地球現(xiàn)今的環(huán)境逐漸變得越來越差,人類環(huán)境的管理工作中地方的環(huán)境管理體制改革要進(jìn)行相應(yīng)的提對于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展越來越急于求成,對于環(huán)境造成的污染以及破壞也升與改革,中央環(huán)保機(jī)構(gòu)要表明立場要回對地方環(huán)保機(jī)構(gòu)的直接越來越大,所以我們已經(jīng)不能夠走先發(fā)展后治理的老路,我們要將領(lǐng)導(dǎo)權(quán),中央與地方的環(huán)境保護(hù)一定要加強(qiáng),將中央與地方的環(huán)境科學(xué)發(fā)展觀作為現(xiàn)今的發(fā)展的主要路線,所以,環(huán)境管理制度的制保護(hù)工作相互協(xié)調(diào)上一定要更加注重定是非常重要的環(huán)節(jié)。他不僅能夠?qū)ΜF(xiàn)今的實(shí)行體系進(jìn)行調(diào)整,還對人員與資金的投入要加強(qiáng)能夠?qū)⑿姓块T的地位提升上來,這樣環(huán)保部門才能夠具有更高的環(huán)境管理人員不僅要增加相應(yīng)的工作人員人數(shù),還要增加相應(yīng)決策能力。的資金的投入。增加的工作人員不僅要增加行政方面的人員,還要增加一些研究人員與學(xué)者,已經(jīng)發(fā)生的環(huán)境問題要進(jìn)行相應(yīng)的解參考文獻(xiàn):決,未來的長遠(yuǎn)利益以及宏觀的考慮方面也要加入到將來需要解決[1]馬中,石磊:新形勢下改革和加強(qiáng)中國環(huán)境保護(hù)管理體制的思考的問題里。資金的投入方面,國家也要對環(huán)境保護(hù)方面增添相應(yīng)的[J]環(huán)境污染與防治,20031(12:18-21財政補(bǔ)貼,這樣環(huán)境管理體制的正常需求才能夠得到滿足[2]龔亦慧完善中國環(huán)境管理體制若干問題研究[D].上海:華東政法36社會公眾的參與力度加強(qiáng)大學(xué)碩士論文,2009:26國家在進(jìn)行環(huán)境管理時要學(xué)會動員民眾這一環(huán)保工作的重要[3]宋鷺,馬中破解中國環(huán)境保護(hù)管理體制改革難題[]北京:環(huán)境保力量,國家可以進(jìn)行相應(yīng)的宣傳來提升民眾的環(huán)保意識,還可以用護(hù),2009.(15),28積極引導(dǎo)方法來參與到民眾的保護(hù)工作中,社會大眾的輿論監(jiān)督作[4】曹明德,龍鈺關(guān)于修改我國《環(huán)境保護(hù)法》的若干思考[A]用就能夠大大提升。在動員群眾的同時還要將相關(guān)的法律法規(guī)制定5]王樹義可持續(xù)發(fā)展與中國環(huán)境法治一《中華人民共和國環(huán)境出來,保護(hù)公眾參與環(huán)境保護(hù)的權(quán)利以及知情權(quán),將公眾參與環(huán)境保護(hù)法》修改專題[C.北京:;科學(xué)出版社2005保護(hù)的渠道擴(kuò)寬這樣才能夠更好的保證公眾參與環(huán)境保護(hù)的積極[6]黃霞,常記文環(huán)境法學(xué)[.北京:機(jī)械工業(yè)出版社200性?，F(xiàn)今環(huán)境管理機(jī)制的關(guān)鍵是建立起信息機(jī)制,保證信息的完整性與對稱性,還能夠保證信息的確定性,這樣才能夠更好的保證環(huán)境。對于與環(huán)保相關(guān)的一些社會團(tuán)體,環(huán)保組織還要將自己的獨(dú)立性與自主性保持好,讓社會團(tuán)體投入更多的積極性到環(huán)保工作中·上接第7頁磚有較強(qiáng)的吸附能力,適合生長在上面的枯草桿菌等吸附、分解污物。此外,灰分中還含有錳、鎂、鋅、鈣、硼等對作物有益的元素,其重水中的有害物質(zhì),同時抑制有害細(xì)菌(如大腸桿菌)生長。生物質(zhì)凈金屬含量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于相應(yīng)的國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過燒結(jié)的生物質(zhì)發(fā)化磚無需專用設(shè)備專用場地處理污水,只需簡單鋪設(shè),便可在一定電廠灰渣質(zhì)輕多孔,是優(yōu)良的吸附材料。水域中發(fā)揮作用,吸附、分解污染物,消耗污水惡臭從而達(dá)到凈化水33產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)的目的,具有適用范圍廣、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。生物質(zhì)水凈化磚利用生物質(zhì)發(fā)電廠鍋爐發(fā)電產(chǎn)出的副產(chǎn)品:植參考文獻(xiàn)物性灰渣為主要載體摻加部分凝固用高標(biāo)準(zhǔn)水泥,少部分沙子或[1]王皓.淺析我國水體污染現(xiàn)狀、來源及治理措施[C].《河北環(huán)境碎石子以及一定比例的碳納米管分散液、光觸媒和枯草芽孢杄菌科學(xué)》華北五省市環(huán)境科學(xué)學(xué)會第十七屆年會論文集.,201等。質(zhì)層一種碳納米管吸附/微生物分解復(fù)合型水凈化磚,生物質(zhì)浄[2]中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部.2012年中國環(huán)境公報[EB/L].化磚為多孔結(jié)構(gòu),重量在20-25千克,每塊磚可以凈化5噸水,生命http://jcs.mep.gov.cn/hjz1/zkgb/2012zkgb/201306/周期為3年。下圖1為HB19型凈化磚制作工藝及成品。t20130606253418htm,2013-06-064生物質(zhì)水凈化磚的應(yīng)用[3]中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部.2013年中國環(huán)境公報[EB/0L]http://jcs.mep.gov.cn/hjz1/zkgb/2013zkgb/201406/2012年6月開始,科研人員陸續(xù)在北京大觀園水體和北海公園t20140605_276485.htm,2014-06-05水體中放置了使用納米技術(shù)和生物材料技術(shù)開發(fā)制作的生物質(zhì)凈[4]李先會水生植物一微生物系統(tǒng)凈化水質(zhì)效應(yīng)研究[D].無錫:江南化磚。試驗(yàn)一共使用三種型號的凈水磚,在每一處水體同時選擇多實(shí)驗(yàn)點(diǎn),從6月到9月,每周取水樣約144個,分別進(jìn)行pH值、色度濁度、懸浮物(s9、氯化物(以Cl計)、硫酸鹽(以SO42-計)溶解性總固[5]陳尚智.枯草芽孢桿菌的固定及其對污染水體的凈化研究[D].廣州:華南理工大學(xué),2011,4體(TDS、化學(xué)需氧量(COD-Cr)、高錳酸鉀指數(shù)(COD-Mn)、生化需[6]莊會永,徐永進(jìn)李軍等.生物質(zhì)電廠灰渣成分及利用前景分析[J]氧量(BOD)、氨氮NH1N),硝氮NO3N)亞硝氮(NO2-N)總氮中國新能源發(fā)電網(wǎng)2008-7-10(TN)、溶解性磷酸鹽ωDP、總磷(TP、葉綠素a、總大腸杄菌群、重金屬等測試分析,取得了大量詳實(shí)的數(shù)據(jù),分析結(jié)果表明:不同型號CNT水質(zhì)凈化磚對相應(yīng)水體的某些指標(biāo)有明顯下降作用5結(jié)語生物質(zhì)發(fā)電廠鍋爐產(chǎn)生的植物性灰渣,經(jīng)過高溫燃燒后內(nèi)部幾H中國煤化工CNMHG乎不含有其他雜菌,植物灰渣特有的多孔結(jié)構(gòu),使制成的水體凈化2014年8月上第15期總第195期9