淮河流域再生水利用與風險控制產業技術創新戰略聯盟

  一、產業技術創新戰略聯盟簡介

  淮河流域再生水利用與風險控制產業技術創新戰略聯盟于2010年成立,2012年獲科技部批準試點。聯盟以淮河流域為示范區域,以典型行業廢水深度處理與回用為研究目標,為我國重點流域典型行業污染負荷減排提供借鑒,同時加強科技創新,突破關鍵、共性及重大前沿技術,加強政產學研用緊密合作,促進成果轉化。目前成員為理事長單位——中電環保、副理事長單位——南京大學,以及江蘇省環科院、環保部南京環境科學研究所、南大鹽城環保技術與工程研究院、南京環保產業創新中心有限公司、南京國能環保工程公司等核心成員單位共20家。

  二、聯盟建設工作進展介紹

  1、聯合攻關,突破石化廢水處理與資源化關鍵技術

  (一)由聯盟內五家單位承擔了十二五水專項“重點流域石化廢水資源化與‘零排放’關鍵技術產業化”課題(2013ZX07210001)。

  (1)石化廢水處理現狀調研及技術分析

  結合撫順石油化工研究院作為中石化直屬科研機構這一特點和優勢,系統調查了中石化系統內32家煉化企業的污水處理現狀及存在的主要問題,對一些關鍵單元技術進行了分析論證,并結合國外先進企業的污水處理經驗,提出了相應的優化整改方案。

  (2)除油藥劑開發及產品標準化

  以青島石化煉油廢水為研究對象,對不同加工原油來源的廢水進行了系統的水質剖析,摸清了含酸油加工廢水中酸的分布情況。結合水質分析結果,通過優化原料組成、復配等手段進行藥劑配方優化,進行了實驗室小試試驗研究,篩選出了系列的除油藥劑產品。

  (3)動態復合旋流氣泡強化高效除油技術

  ①在中國石油化工股份有限公司燕山分公司煉油一廠的延遲焦化裝置進行了裝置內含硫污水的動態復合旋流氣泡強化高效除油技術的工業小試研究,形成了相適應的操作技術及研究報告;

  ②在中國石油化工股份有限公司洛陽分公司延遲焦化裝置進行了外排酸性水動態復合旋流強化高效除油技術研究,完成了設備優化設計方案,滿足長周期運行要求;該項目已建成15t/h工業示范裝置。

  ③對動態復合旋流強化高效除油技術除油后污水中含油量存在波動的問題,開展了旋流-納米纖維深度除油耦合技術研究,并在山東壽光聯盟石化開展了納米纖維深度除油的技術研究,形成了酸性水除油脫氣一體化技術,預計于2014年6月建成開車處理規模為70t/小時的工業示范裝置。

  (4)高效除濁技術集成化研究

  ①建立了簡單可靠的微粒排序旋流分離實驗測試系統及激光測試實驗系統;采用CFD數值模擬方法與PIV測試技術對不同高度微粒排序器內流場進行了模擬計算,獲得了微粒排序器內壓力、速度及濃度的分布規律。

  ②開展了通過改變旋流器進口尺寸,提高旋流器對微細固體顆粒的分離性能,在滿足進口條件的要求下,有效提高相同公稱直徑旋流器的分離效率,滿足對微細固體顆粒處理要求的研究。

  ③開展了微旋流-精密過濾耦合技術研究,并完成了微旋流-精密過濾耦合技術設備的相關選型設計工作。完成了高效除濁微旋流分離器的優化設計工作,為形成微旋流分離、精密過濾成套化除濁設備建立了設計基礎。

  (5)除油除濁一體化設備研究

  開展了除油脫固一體化成套裝置的搭建工作。

  (6)脫氮吸附劑設計制備

  通過交聯度、致孔劑及水相組成的優化,烷基化試劑的改變合成了系列陰離子交換樹脂。結果表明,季銨鹽基團的烷基鏈越長,其交換容量越低,含水率也越低,然而其孔徑相應增大。但制備成本對烷基鏈長度的增加而增大。所研發的NDP-1與NDMP-2脫氮樹脂,與國內傳統陰離子交換樹脂D201或國外Amberlite IRA-900樹脂相比,其去除硝氮的選擇性較高,同時去除速率和再生率也具有優越性。

  (7)磁性樹脂吸附去除有機物降低膜污染的處理技術

  采用NDMP樹脂進行工業廢水處理,結果發現,NDMP對所提供工業廢水具有較好的去除效果,TOC去除率為58%,而UV254去除率高達86%。這說明NDMP能夠有效去除有機質,尤其是芳香性有機質,從而能夠有效降低膜污染。但同時發現,在廢水中添加降低膜污染的藥劑會導致樹脂去除率的下降,在樹脂降低膜污染的過程中,可不添加該藥劑,亦降低處理成本。

  (8)石化廢水回用處理集成技術研究

  針對高LSI和高硅等復雜水質條件,進行了石灰、純堿、氫氧化鈉等藥劑的優化試驗,并分析了不同藥劑投加量對pH和硬度、SiO2等去除效果的影響以及加藥后pH值的最佳控制點,形成了以選用藥劑與循環高效沉淀的配合為核心的膜污控技術,提升了污垢控制能力,為苛刻水質條件的廢水回用和濃鹽水的處置提供了技術支撐。

  (二)聯盟自設“市政污水廠生化尾水深度凈化集成化新工藝研究”課題,分別由中電環保重點研究廢水處理技術,南京大學重點研究高效樹脂吸附新技術,國能環保重點研究污泥干化技術。

  (1)高性能懸浮生物填料研發

  新建懸浮生物填料小型生產試驗裝置(100kg/d)一套,完成了設備安裝調試工作,設計兩種配套生產模具,已生產加工出相應的填料產品。同時開展了填料配方相關研究工作,通過對填料生產原料配方及結構上的創新,成功研制出第Ⅰ代和第Ⅱ代懸浮生物填料產品,并進行了性能評價試驗,取得了很好的試驗效果。目前正在進行第三代磁性懸浮生物填料的研制工作。

  (2)高效微生物脫氮菌劑研制

  新建微生物評價裝置、微生物擴繁裝置,開展了高效脫氮菌劑方面的研究工作,已分離和篩選出了多種脫氨氮和脫總氮菌種,通過復配制成了相應的脫氮生物制劑產品,已在在金陵石化進行了現場中試試驗,取得了較好的效果。

  (3)磁性樹脂脫附液回用-處理工藝開發

  樹脂脫附液混凝-回用工藝

  針對磁性樹脂污水處理中產生的脫附液,開發了脫附液回用-處理技術,該技術通過多批次混凝可使脫附液回用4-6次,使脫附液的產生量從廢水處理量的1/400降低到1/800,脫附劑(NaCl)的回收率為70%,極為有效的降低了處理成本。同時,剩余的脫附液經氧化后,生化性由0.1提高到0.35以上,可進行生化處理。

  (4)污泥干化技術及產業化

  目前市政污水深度凈化集成工藝已完成小試,預計在南京江寧南區污水處理廠進行中試。同時對水體凈化后產生的污泥進行干化機技術及產業化的研究,該技術已產業化,完成了污泥的資源化、減量化、無害化。并在南京華潤電廠建設了南京污泥干化協同發電基地,于2014年獲得江蘇省發改委戰略性新興產業示范工程項目稱號。

  2、及時形成知識產權,積累創新績效

  聯盟在關鍵技術攻關的同時,及時形成相關知識產權成果,截止目前,聯盟內共獲得發明專利28項,其中國際PCT專利1項,美國專利1項,軟件著作權1項;發表學術文章24篇,其中6篇為SCI收錄。

  積極開展聯盟成員專利共享活動,南京大學兩項專利裝備(ZL201110125912.8、201110127627.X)已共享給聯盟內相關企業,加強集成控制和應用推廣。

  聯盟成員正在起草新型高效水處理菌劑產品標準,以上均有效提升聯盟知識產權管理水平。

  3、聯合組織成果轉化和推廣

  依托聯盟內關鍵技術創新成果,及時進行集成研發及優化,已完成采用臭氧催化氧化-生物強化耦合-硅藻土過濾-磁性樹脂協同工藝的工業廢水深度提標集成技術工藝包編寫、采用循環高效沉淀-膜循環純化-磁性樹脂吸附的低污染膜組合工藝的石化廢水回用處理集成技術工藝包編寫,并均已通過專家初步評審,正在進行修改完善。

  2014年中,在水專項年中交流會上,針對水專項成果如何通過聯盟進行推廣的問題,聯盟成員初步達成一致策劃方案,即現階段石化行業執行國標《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的一級A標準COD≤60mg/L,未來石化行業標準將再次提高,下一階段預計執行新標準為COD≤30mg/L,為此,聯盟成員擬通過工藝集成整合優化,朝這一更高目標努力。撫順石化研究院前期已做了大量中試試驗研究,仍無法完全達到標準要求,后續聯盟成員將集中進行試驗驗證,爭取獲得提標成套工藝,并組織工程示范。

  4、優化資源組合,強化創新平臺建設

  聯盟成立以來,依托理事長單位、借助聯盟成員單位優勢資源,聯合打造環保服務業試點,提高產業集中度;搭建環保展示中心及重大專項成果推廣基地,為技術創新和產業化提供平臺;建設流域水污染治理技術交易中心,提高技術交易效率;構建科技金融平臺,促進技術創新、成果轉化。未來目標是形成了以流域再生水利用與風險控制為核心,并拓展至整個環保產業的的技術、人才、產業集群。以上各平臺的簡介內容如下:

  (1)國家級環保服務業試點:南京環保服務業試點于2014年獲環保部批準建設,重點發展以合同環境管理為主的新型市場模式,提供集研發、設計、制造、工程總承包、運營及投融資于一體的綜合環境服務。

  (2)環保展示中心:建設立足南京,面向全國的系統性、高端性的環保科技成果展示中心,圍繞國家水專項,結合省市環保科技基礎,圍繞水、氣、固廢、噪聲等領域技術及產品,打造面積不小于1800平方米的展示空間,接待各方來客參觀考察,展示中心已于2014年10月開工建設。

  (3)流域水污染治理技術交易中心:由聯盟協調,江蘇省環科院牽頭,中電環保全力協助,以國家重大水專項為依托,圍繞流域水污染治理領域,提供技術交易咨詢、技術產權項目評價、技術轉讓、技術產權交易等服務,有力地提高了聯盟專業化服務能力,交易市場線上平臺已進入開發階段,線下平臺已于2014年11月進行完善改造。

  (4)科技金融平臺——江蘇人才創新創業基金:聯盟積極聯合各方資源,配合江蘇省人才創新創業促進會組織,參與組建江蘇省人才創業基金。配套了“科技成果轉化風險補償貸款”,提供包括“科技之星”貸款、“科技人才貸”、政府集中采購融資等多種金融服務業務,為人才創新創業提供資金扶持。

  (5)檢測平臺:建設社會化檢測平臺,覆蓋“水和廢水、環境空氣和廢氣、噪聲、土壤和底泥、生物毒性評價”等監測領域,建成以常規檢測為基礎,毒性評價為特色,擁有較強自主創新功能,具備檢測新技術開發推廣能力的新型環保綜合檢測機構。現已完成檢測平臺的設計、裝修,以及設備進場調試等工作,目前進入試運營階段。

  5、促進創新創業,提供產業服務

  (1)加速建設環保產業創新中心及產業孵化器

  聯盟目前已與南大、東大、河海、哈工大、同濟、中科院等名校接洽,以產學研合作為主體,以成果轉化帶動創新創業,現階段已有合作意向的團隊12個;新孵化維申環境、麥得文環保、大寧泰華環境、為藍環保、中電節能、中電風險評估等8個企業。

  (2)參與環保產業及政策調研

  自2014年8月始配合當地政府進行環保產業調研及政策制定前期調研工作,于2014年12月完成“2014年江寧環保產業調研報告”,并發布給聯盟成員。

  (3)開展環境綜合服務

  南京江寧牛首山河綜合治理項目。試點內企業南京環保產業創新中心正在通過環境合同管理模式實施江寧牛首山河綜合治理項目(系太湖流域治理范圍)。項目已完成前期調研、方案設計、專家論證等環節。

  南京江寧南區污水處理廠項目。承建江寧南區污水處理廠一體化EPC項目, 規模6萬噸/天;為服務業試點單位建設綜合中試基地,在進行模擬實驗,指導和優化污水處理廠運行的同時,還將進行前瞻性的科學研究,如新工藝、新技術、新設備、新材料等內容。目前項目已通過招投標環節,進入開工建設階段。

  南京污泥干化焚燒處置項目。以PPP模式,與華潤板橋電廠合作,采用蒸汽干化,產生的廢水廢氣集中處理,粉煤灰綜合利用,實現無害化、減量化、資源化。承擔南京市80%的污泥處置。目前南京市污泥干化項目已被列入江蘇省新型產業示范工程,為南京市污泥處理示范基地,現階段該項目進入試生產階段,各指標穩定,設備運行正常。

  6、以人為本,注重人才培養

  聯盟重視高層次人才培養,自聯盟成立以來,聯盟理事長王政福先生當選江蘇省中青年人才創業促進會副會長兼能源環保專業委員會主任、促進會江寧分會副會長、南京環境保護產業協會會長,并入選第二屆“江蘇服務業專業人才特別貢獻獎”;聯盟理事李愛民教授入選國家首批“萬人計劃”科技領軍人才;聯盟成員單位華東理工大學楊強教授作為訪問學者前往美國伯克利大學進修。此外,聯盟內高校已為行業培養相關專業研究生人員數十名。2014年度聯盟內聯合申報南京市領軍型科技創業人才引進計劃(321計劃)共計6人次,申報南京高端人才團隊1項,參與多個人才培訓成長計劃。

  以上均說明聯盟的創新人才培養工作已獲得初步進展,為下一步爭取更多的社會多方資源,持續創新打下了良好的基礎。

  7、積極尋求國內外合作與交流

  (1)國內交流

  聯盟及聯盟成員積極組織及參與產業內相關的學術及技術推廣交流會議。2014年10月在常州召開的2014中國水處理技術研討會,組織產業發展趨勢的研討。2014年11月在南京承辦第三屆石油和化工行業安全環保與節能減排技術交流會。協助江蘇省環保廳舉辦2014年江蘇環保新技術交流洽談會。協助聯盟成員舉辦‘世界水谷’協同創新暨論壇創壇研討會(南京)。組織高濃度有機廢水治理新技術推介會。

  積極協助聯盟成員組織及參加產業培訓。2014年4月和10月分別舉辦全國水處理技術培訓班2期。2014年度組織了3期江蘇省行業清潔生產培訓,共涉及8個主題,5個行業。配合環保部清潔生產中心共同舉辦了4期國家清潔生產審核師的培訓,共培訓審核師250名左右。

  聯盟積極組織成員參加環保相關的展覽活動。2014年9月17-19日,帶團參加2014全國化工行業(園區)污水綜合治理報告會暨中國國際現代分離技術展覽會;2014年5月,參加第五屆全國石油和化工節能技術交流會及投融資大會。

  此外,加強聯盟內的交流互動,分別在2014年4月、8月組織召開水專項課題(流域課題)協調會,2014年中交流協調會暨子課題交流研討會。水專項課題組也十分希望利用科技部聯盟,將研究產生的關鍵技術與產業化整合在一起,并最終實現應用及推廣。

  (2)國際交流

  聯盟積極尋求與國際知名行業專家交流咨詢合作的機會。

  理事長單位中電環保與美國CRANE公司進行項目對接,借助其具有的深厚有機膜研發經驗、聯合開展“高性能反滲透膜及納濾膜產品研制及產業化”項目研究,此項技術后續的技術突破、成果產出及市場化,對聯盟未來技術成果輻射及推廣提供配套技術支撐。

  聯盟與劍橋大學關于催化氧化納米材料研發制備技術進行研發合作,旨在推動水處理新型特殊材料(比如納米線,納米管,石墨烯等新興材料)的技術創新研發及成果轉化。與此同時,聯盟還就脫硝催化劑再生技術、濕式靜電除塵器技術以及煙氣脫銷SNCR技術與美國、瑞典等公司合作洽談。

  聯盟還組織參加了多項國際交流活動,如10月與德國弗勞恩霍夫研究院聯合召開小水電代燃料項目研討會,研討會就水利發展的環保問題赴聯盟參觀交流。

  以上國際交流活動的開展,提供了更多的聯盟與國際知名專家學者對接的機會,吸收國際先進的技術和理念,為聯盟的持續創新奠定了堅實的基礎。

  三、聯盟下一步主要工作計劃

  2015年淮河流域再生水利用與風險控制產業技術創新戰略聯盟將在科技部的指導下,在2014年工作基礎上進一步推進聯盟建設,全面完善內部運轉機制,當好產學研各成員的工作助手,為產業技術創新及行業發展決策建言獻策,為各成員單位搭建各具特色的載體平臺,組織活動,集聚項目,促進發展。

  本聯盟將在2015年積極開展以下工作:

  1、加快推進產學研平臺建設

  探索社會化管理模式,實現聯盟主運營為主、政府引導為輔的轉變,加強成員單位的歸屬感和認同感,提高成員單位的主觀能動性。同時加強宣傳,打造品牌。

  聯盟將加快推進現有創新平臺的建設工作,提升聯盟的服務層次,協助聯盟企業進行產品推廣、檢驗、成果鑒定、成果發表、專家論證、成果轉化、成果轉讓、產學研合作及產業化等相關工作。

  聯盟將圍繞技術創新、產業發展開展理論調研,組織會員積極參加地方經濟建設、人才創業發展等主題座談會,撰寫行業發展調研報告,通過會員專家的建言獻策,為省委、省政府工作提供決策參考。鼓勵政府購買公共服務,通過促進引入市場經濟模式,開放購買渠道,推行合同能源管理及合同環境管理。

  2、提升聯盟緊密程度

  深化產學研用"鏈式"合作,繼續實現協同研發、資源共享,優勢互補、強強聯合;聚合聯盟內成員技術產品,建立市場推廣平臺。繼續做好國家科技重大水專項的立項及實施工作,提供國家重大水專項技術成果轉化及產業化平臺;同時結合國家政策導向,積極申報與產業相關的國家及地方的科技項目,繼續支撐聯盟創新活動的開展。

  通過“互聯網+環保產業”的形式,提高信息化服務水平,加強網絡服務平臺、工作平臺和宣傳平臺搭建,促進聯盟與成員單位、成員單位之間的線上交流;借助網站平臺,提供政府政策資源信息、集成政府項目申報平臺、宣傳會員單位、展示會員成果。通過常態化、制度化、規范化的理事會、交流會、學術會議等形式,給聯盟成員提供交流研討的線下平臺。

  3、加強人才培養及支持高端人才創新創業

  以江蘇省中青年人才創新創業促進會及其能源環保專業委員會為契機,結合江蘇省人才創新創業基金、科技成果轉化風險補償專項資金貸款的申請與發放,提高聯盟人才技術及管理水平及人才創新創業能力。

  4、繼續擴充聯盟成員,提升聯盟實力

  廣泛吸收淮河流域再生水利用與風險控制領域具有專長的聯盟外部高校、科研院所和企業加入聯盟,壯大聯盟隊伍。同時,引進新聯盟成員的技術成果,結合現有技術成果,以標準化、科學化、專業化為準則,實現行業技術升級,注重技術開發與工程實踐相結合。

  在國家各大科技創新政策的指導下,2015年度能源環保專委會將圍繞以上內容開展工作,立足自身實際,不斷創新合作模式、探索具有特色的促進產業技術發展新方法和新機制。

  淮河流域再生水利用與風險控制產業技術創新戰略聯盟

  2015年3月2日