活性炭黑科技循环炭滤技术为河湖“排毒”湖北造黑科技助力打赢碧水保卫战

用户投稿 2025年12月07日 19:16:01 46 0

循环炭滤技术为河湖“排毒”湖北造黑科技助力打赢碧水保卫战

经济日报

又到蓝藻爆发季，在千湖之省的湖北，湖泊污染问题也随之日益凸显。近日，由湖北科研人员自主研发的循环炭滤技术成功应用于最新的污水深度处理设备，可将劣五类水净化到地表水Ⅲ类(湖库)标准，就近排湖。新型循环炭滤技术实现低成本、高效率将污水处理厂尾水处理至河湖功能区划分标准，经处理后的尾水可作为生态补水，为河湖“排毒”。这有助于从根本上破解城中湖污水净化难题，为打赢碧水保卫战增添重磅筹码。

中国工程院院士彭永臻认为，这套技术能有效深度去除难降解有机污染物、总氮、总磷、氨氮等，具有创新性，对治理封闭、半封闭水体，如城市湖泊、水库等具有明显的效果，值得推广。

循环炭滤技术由湖北君集水处理有限公司历经9年研发，于2014年成功应用于浙江嵊新污水处理厂地表水Ⅳ类标准22.5万吨/天提标改造项目，2017年应用于武汉汤逊湖污水处理厂地表Ⅲ类(湖库)标准1.5万吨/天示范工程。君集技术研发负责人刘鲁建介绍，循环炭滤技术解决了难降解有机污染物有效深度去除和总氮低成本稳定去除的国际性难题。该技术处理后的尾水，可以有效稀释受纳水体的污染浓度，以汤逊湖目前的规模和标准来说，每年可削减总氮510吨、总磷16吨，能极大改善汤逊湖流域自然环境与水质状况。

攻克粉末活性炭低成本再利用难题

一般而言，活性炭污水处理技术主要利用活性炭的吸附功能，其中，粉末活性炭的吸附效果最好。但粉末活性炭“吃饱”后就不再吸附，不仅去污效率有限、还容易造成二次污染。对此，企业要么每吨花费数百至数千元，将“吃饱的”活性炭送到危废处理机构处置，再重新购买新炭、避免二次污染；要么将其再生，变成“饥饿”的新炭，但遗憾的是，全球此前一直没有研发出成熟的粉末活性炭再生技术。

按照目前市价，优质椰壳炭过万元每吨，二手粉末活性炭也要五六千元每吨，成本高昂，导致粉末活性炭一直没有被大量运用于污水处理中。

为了解决这一难题，君集的专家团队们查遍国内外文献，从实验室到大规模的生产运用，前后花费几千万元。2012年开始，在经过6次设备迭代，公司终于成功掌握了粉末活性炭的再生方法，彻底终结了依赖国外污水处理技术的历史。

君集公司工程师、嵊州炭鼎炭素科技有限公司总经理覃将伟介绍说，公司的技术团队将活性炭再生吸附性能恢复率提高到120%，再生损耗控制在5%以内，这是国内其他技术难以做到的。为了大规模生产和应用粉末活性炭，君集将设备升级，研发出可根据需求灵活配置的模块化粉末活性炭再生炉，并专门建造了再生工厂，目前工厂已上马两条生产线，可日生产40吨粉末活性炭。这让君集成为国内唯一一家进行粉末活性炭大规模工程化再生的企业，也使得再生粉末活性炭在工业污水处理行业的大规模运用成为现实。

在此基础上，团队最终摸索以“粉末活性炭膜生物反应器靶向大孔树脂脱氮技术”为核心的循环炭滤技术体系。运用该技术体系，当污水进来后，活性炭先“饱餐一顿”，“饱餐”后的活性炭，再被超滤膜截留，滤出水再经靶向大孔树脂脱氮，从而实现出水稳定达到地表水Ⅳ类及以上的水质标准。

刘鲁建介绍，目前西方较为前沿的污水处理法主要应用颗粒碳处理，但其不仅用量更大、损耗更多、工艺路线更长、成本更高，污染物吸附量也远远没有粉末炭高。“我们生产的活性炭成本价格相较于传统技术下降了50%左右，粉末活性炭通过我们发明的‘黑科技’‘死而复生’，达到循环利用，解决了低成本、高效率为河湖整容排毒的世界难题。”

循环炭滤技术为城市污水治理提供解决方案

环保部门最新统计显示，全国还有28%的湖库出现不同程度富营养化，重点湖库暴发蓝藻水华风险较大；部分地级城市建成区黑臭水体要实现“消除比例达到90%以上”目标仍有一定难度。

作为千湖之省的湖北，更是面临着水环境治理的巨大压力与迫切需求。以备受关注的汤逊湖为例，这些年，它因蓝藻水华泛滥、“黑臭”问题凸出为市民诟病。《2020年3月武汉市地表水环境质量状况》数据显示，53个监测湖泊检测结果中，Ⅱ～Ⅲ类水质湖泊23个，占40.4%；Ⅳ～Ⅴ类水质湖泊32个，占56.1%；劣Ⅴ类水质湖泊2个，占3.5%。其中，作为国内最大的城中湖，汤逊湖的水质仍为Ⅴ类，远未达到其功能区划分的地表水Ⅲ类标准。

2018年，循环炭滤技术被成功应用于汤逊湖污水处理示范项目。项目技术负责人董俊介绍，与目前成熟的UF/RO双膜法、人工湿地生态技术、深床生物滤池、MRV蒸发工艺等工艺技术相比，使用了循环炭滤技术后，不仅可以稳定实现出水总氮≤1mg/L，同时处理成本大大降低。“经过验证，深度处理后的尾水达到地表水Ⅲ类(湖库)标准，就近排入湖泊，不仅有利于构建汤逊湖良性水生态环境，根本上解决国内类似静、缓流水体的黑臭污染问题及蓝藻、水华频发问题，而且可避免传统上花费巨资修建排江管道，将污染物转移至长江的做法，综合效益显著。”

尽管汤逊湖项目在2018年已验证成功，但由于种种原因，这项技术还没有正式投入汤逊湖水污染的治理。

国内知名水处理专家、中国工程院院士李圭白认为，在后疫情时代，要实现环境保护和经济恢复的双赢，更需针对具体水环境，科学、精准治污。其中，提高科技创新能力，发挥新技术在水环境治理上的优势，将是打赢碧水保卫战的破题之术。

目前，全国已有60多项污水处理工程用上了循环炭滤技术，其中，同样是千湖之省的浙江更是大规模用上了这项技术，并已稳定运行了五年之久。

“循环炭滤技术契合长江大保护的理念，顺应污水处理与生态净化相结合的综合治理发展趋势。期待我的家乡湖北也能早日‘舞’上这把治污‘利剑’，让城中湖污染问题成为历史，再现湖北的千湖之美!”君集公司董事长巴能军说。(经济日报记者柳洁通讯员陈康)