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青岛啤酒的废水有正确“归属”了!这些神器可以让废水秒变饮用水
阅读量:44 发表时间:2022-04-21

11月2日上午,两辆罐车陆续从位于青岛市李沧区的青岛啤酒二厂驶出,车上满载着啤酒生产的废水,径直开到位于市北区的李村河污水处理厂,把废水卸到了一个特制的大罐里。这一系列操作已成为每天的固定动作。

啤酒生产废水不入管网,为啥要用车辆拉呢?原来,这其中包含着一段“变废为宝”的故事。

思路转换有新路

“过去这一直是我们的心病,总觉得资源被浪费了。”青岛啤酒股份有限公司安全环保管理总部部长初炳伟说起啤酒生产废水的事来,连呼可惜,“国家出台的《啤酒工业污染物排放标准》,规定必须通过预处理,满足标准后才能排入城市污水处理厂。为了保证啤酒生产废水符合排放标准,我们每年需要投入大量资金进行预处理。”初炳伟介绍,啤酒生产废水作为可生化性极好的高浓度有机废水,不含有毒有害物质,可以作为城市污水处理厂碳源的补充“变废为宝”。

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同时,城市污水处理厂却因碳源不足常常“吃不饱”。“购买碳源是我们最大的支出了。”青岛水务集团有限公司环境能源安全生产运营部部长顾瑞环说,含有碳元素且能被微生物生长繁殖所利用的营养物质统称为碳源,对污水处理厂而言,处理过程中主要依靠微生物来“吃掉”污染物,以此达到净化水质目标。如果进水有机物浓度太低,微生物就会吃不“饱”,连带影响氮、磷的去除效果,为了维持微生物的活性,污水处理厂需要外购乙酸钠等有机物作为碳源,保障脱氮除磷效果。“过去污水处理厂都是外购碳源,不仅运行费用大大增加,乙酸类碳源长期使用对设备和构筑物还会产生一定腐蚀。啤酒生产废水富含有机物,对污水处理厂来说属于优质碳源。”

一方面,啤酒生产企业为了保证啤酒生产废水符合排放标准,每年需投入大量资金进行预处理,白白浪费了优质碳源;另一方面,污水处理厂却因为碳源不足而外购乙酸钠。面对这个资源浪费的矛盾,如何才能既不违反政策又能“变废为宝”?

“我们马上着手研究解决这个问题。”转机源于青岛市生态环境局到青岛啤酒的一次调研,青岛市生态环境局副局长董如增了解到“废水变宝”遇政策障碍的事后,当场表态:“要实现‘双碳’目标,就要深抠每一个细节,通过精准施策破解环境压力。”回局后,他们立刻成立了专题调研组到青岛啤酒等生产厂家深入调研、征求意见,形成问题清单。同时,积极协调青岛市排水主管部门、青岛啤酒股份有限公司、李村河污水处理厂等有关单位召开专项会议,搭建起了上下游企业沟通协调的联动平台。

技术创新解“难题”

“对于能免费获得优质碳源,我们非常高兴,李村河污水处理厂领导也非常支持,很痛快地拿出了100多万元的资金,用于开展啤酒生产废水利用的技术研究和设备购置。”顾瑞环说。

在青岛市生态环境局牵头下,青岛啤酒股份有限公司和李村河污水处理厂共同组建了技术攻关团队,“经过小试、中试和生产性实验,我们用了半年多时间,终于在技术上实现了突破,最佳效果是从啤酒生产废水中把适合作为碳源的热凝固物分离出来,拉到污水处理厂进行精准投放。”顾瑞环告诉记者,把有用物质提炼出来后拉到污水处理厂使用,这不违背政策。同时,有机物充分提取后,啤酒生产废水的有机物浓度大大下降,只需简单处理就基本满足了直排入管网的标准。

为此,李村河污水处理厂专门配置了储存罐、投加装置和自控装置。“我们更是专门研发了特种设备。”初炳伟说,“我们投资研发了‘啤酒高浓度物质回收处理设备’,用于提取热凝固物,目前正在申请国家专利。”

技术创新破解了政策难题后,啤酒厂的有机废水开始大批量运到污水处理厂。两年时间内,青啤二厂通过向李村河污水处理厂运输有机废水热凝固物,累计为污水处理厂节约碳源成本达300余万元。同时,青啤二厂污水预处理站进水污染物浓度逐年降低,节约用电约3.6万千瓦时/年,实现了企业的合作共赢。

“实验取得成果后,我们协助青岛啤酒争取到山东省生态环境部门的支持,正式向生态环境部提出修改啤酒行业水污染物排放标准有关建议。”青岛市生态环境局水生态环境处干部王洪告诉记者,建议提出后,生态环境部进行了充分广泛调研,“尤其是在征求企业意见时发现,老标准中有些规定已经明显落后于现实管理需要。”

2020年12月21日,生态环境部与国家市场监督管理总局联合发布了《啤酒工业污染物排放标准》修改单,允许啤酒制造企业与下游污水处理厂通过签订具有法律效力的书面合同,共同约定水污染物排放浓度限值,不再受纳管排污标准的限制。

“标准修改单的发布实施,标志着啤酒生产废水作为污水处理厂碳源的障碍消除了,也为全国啤酒生产企业与污水处理企业进一步深化合作指明了方向。”董如增说。

国外发明“生命吸管” 污水过滤秒变纯净水

野外生存高手贝爷和德爷,每每挑战荒野的时候,他们最重视的就是水源,毕竟一般来说长期的户外拓展都不方便自带太多的水,野外的水,人们又不能乱喝,因为那些看似干净的水里,往往会有大量的细菌和寄生虫。于是,国外一家公司发明了求生饮水神器,它也被称为生命吸管。简单来说,这是一款基于野营、旅行或救灾应急而设计的个人滤水产品,它可以从河流、湖泊里直接饮水。带上它,就能让你随时随地喝上健康的水,这才是黑科技!

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这种效果强大的滤水设备叫做LifeStraw,号称可以将所有液体变成纯净水神器,它的效果是不是像广告宣传般强悍呢?它的外形像是一个较粗的吸管,这个吸管只有巴掌大小,适合随身携带,并且也不需要充电,使用的时候,只要将吸管的两头打开,之后再将过滤口放入水中,就能饮用溪水里的水,外国一对父子,在测试中,发现饮料通过生命吸管吸到嘴里,就像山上的露水,看上去极脏的水在生命吸管的作用下,居然口感也和平时的饮用水相似,这还真是野外应急的好帮手,几十块钱就能买到手,它连污水也能净化,是不是非常神奇?

尽管它使用起来十分方便,但过滤的过程却不简单。它的秘诀在于吸管内部的过滤材料,首先生命吸管的过滤口可以将水里大多数颗粒物质去除,一旦进水,那些体积相对较大的杂质就会被内层网过滤,之后,内部的0.01微米超滤芯,会将水里的细菌和病毒剔除,这种净化效果,大约能让水源中99%的细菌微生物被过滤掉。而活性炭和离子交换树脂的存在,它们能够起到去除异味或是起到改善水质口感的效果,或者说,它们可以消除前面还未去掉的寄生虫,同时还可以消除大多数碘的味道,而位于吸管两端的碳胶囊,它还能有效吸收氯和农药等,若是换上更高端的碳过滤器,它甚至能够减少铅等重金属。

正是因为有了这一层又一层的过滤系统,才使得使用者能够在野外喝到口感更好的水,并且还十分健康。据说,它过滤出来的水,比先进国家里的家庭饮用水还要干净,值得一提的是,这个吸管能够过滤掉污水里99.99%的大肠杆菌,同时还降低了水的浑浊度,之前,官方为了测试“生命吸管”的能力,他们用一个“生命吸管”过滤了4000升的水,还指出,“生命吸管”能为个人提供的饮水超过5年,它除了能在户外中展现实力,还能对一些贫困山区或是非洲国家贡献一份力,你可能知道,那里的水质较差,而他们提供的大型“生命吸管”因能提供更安全的饮用水,从而被称为是对抗非洲疾病的强大武器。

太空污水处理器 让尿液回收变饮用水

人每天正常的饮水量为1500毫升至2000毫升,根据当前国际航天平均运载成本,1千克物体的发射成本约为14万元至35万元不等,而我们在地面上常用的500毫升瓶装水1-2元钱即可买到。以此换算,如果通过地面补充水,神舟12号在太空的这90天,仅水一项就需要花费5千7百万元,是不是听起来还蛮吓人的。

因此,要满足航天员的用水需求,还得依靠水循环装置净化,即废水处理再利用。

航天科技集团五院529厂为核心舱打造了一系列“水处理”家居,操作也就是如下图

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简单点说,无论在太空舱内的任何废水,都会循环利用,包括尿液!

虽然听起来有些怀疑和不太舒适,但这些废水在一系列的处理之后,就会变成饮用水标准,所以完全不用担心。

水处理子系统是将核心舱内航天员的尿液以及舱内的冷凝水等废水进行收集过滤,然后通过RO反渗透技术(Reverse Omosis)进行渗透净化处理。

一般来说,水的流动方式是由低浓度流向高浓度,水在被加压之后,将由高浓度流向低浓度,而RO膜的过滤精度是0.0001微米,可以将废水中大部分的有害物质过滤掉,最终实现污水变净水,达到饮用水的标准。

通过反应后生成的纯净水,还需要对其进行消毒处理。目前为止,我国采用银离子作为航天饮水的消毒剂。

航天科技集团五院529厂也据此研制出灭菌组件,为系统提供了饮用水的健康保障。

通过银离子发生器和控制器,为水源提供杀菌功能的银离子,采用开环控制方式,通过调整上位机上的触发信号,使控制器输出相应的电压,以控制银离子产生速率,保证水中银离子浓度,以此为航天员提供能长期灭菌的高品质饮用水做好保障。

先过滤再杀菌,废水处理系统中的多重工序充分保证了航天员能够毫无顾虑的使用甚至饮用自己或他人生产“出来”的水。

这样的方式不仅省钱省力,而且航天员的饮用水绝对不会安全问题。

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尿处理子系统实现了从“尿”中取“水”,成功变废为宝,实现了空间站水资源的循环利用,同时减轻了货运飞船的载荷负担,降低空间站的运营成本。

空间站尿液处理技术是国际公认的技术难题,也我国空间站建造的关键技术之一。