踩着梯子登上三米高的金属箱体,检查设备运行状态、水面曝气情况……在长春新区一家生产预绞式金具的企业车间,长春工程学院研究生蒲劲豪每天都要重复这项工作。
“厂里废水处理全靠这里面的设备!”蒲劲豪拍了拍金属箱体自豪地说。
与箱体连通的是三个长方形大水槽,水面飘着一层油花。蒲劲豪解释:“原材料进厂加工前,要在这三个水槽里逐一过水,把表面的活性剂、防锈剂等洗掉。”
车间内,工人们各司其职,一派忙碌景象。不远处,几十箱打包好的产品码放整齐,即将装车销往国外。企业负责人走过来,大声说:“这样的废水每个月差不多有30吨,之前每吨处理费用要2000多元,现在每吨费用只要200元就能达到排放标准。”
“这个金属箱体里到底有啥秘密?”记者好奇地问道。“我先卖个关子,咱们到实验室看看就明白了。”蒲劲豪说。
随后,记者来到长春工程学院吉林省城市污水处理重点实验室。实验室主任边德军笑着用手一指:“‘秘密’就是这套设备。”
只见一个直径1米左右的圆形容器,内部用挡板分隔出不同空间,浑浊的废水咕嘟嘟不停地翻滚,和记者想象中复杂高端的机械装备完全不一样。
边德军告诉记者:“这套设备里可都是我们精心培育的微生物菌群,用它们分解有机废水,经济实惠还高效。”
时间的指针回到2017年。一次偶然的机会,省内一家生产预绞式金具的企业得知边德军团队在城市污水处理上颇有建树,于是登门拜访。“厂里废水处理成本太高了,您能给支支招不?”企业负责人诚恳求助。边德军带领团队实地考察后,决定为企业“量身定做”一套废水处理系统。
谈及初心,边德军说:“机械冷加工和电线电缆冷拔行业是重要的制造产业,广泛服务于汽车、电子、机械等领域。随着我省相关产业快速发展,产生的洗涤废水量不断增加,研发新技术既能帮企业降低成本,又有助于环境保护,我们责无旁贷。”
很快企业就送来了水样。废水有机物浓度高达30000mg/L,既要达到排放标准,又要降低处理成本,难度颇高,团队立刻投入到紧张的实验当中。
磁混凝法、芬顿氧化法、活性炭催化臭氧氧化法……他们先后尝试了多种方法,但成本始终降不下来,还会产生危险废物。最后,他们将目光锁定在了生物处理法上,最终成功为企业废水治理开出“良方”。“我们颠覆常规思路,探索打通了‘机械冷加工和电线电缆冷拔行业洗涤废液生物处理技术’路径,也就是仅利用生物技术进行废水处理。”边德军说。
生物处理法的关键是培养出“能干”的菌群。长春工程学院市政与环境工程学院副院长艾胜书揭开了其中奥秘:“从工艺装置、曝气装置到内部结构都是精心设计的。曝气装置向水中充氧,同时推动水循环流动;通过隔板创造出特殊结构调节流态,在同一空间形成有梯度的氧环境,不同菌种在一起协同共生,最终优势菌种脱颖而出,有效分解废水中的有机物。”
如今寥寥数语便讲清的原理,在这项技术从无到有之时,却经历了数年艰难的摸索。“我们在实验室做了3年小试;2020年,在企业安装设备进行中试;不久前,企业又新增了两套设备。现在,厂里所有废水都能自行处理了。”边德军说。
谈及技术推广,边德军补充道:“不同企业产生的废水成分不同,但只要打通技术路径,就能根据实际情况驯化出适合处理特定废水的菌种。”
团队的创新尝试从未停歇。目前,团队正在降成本上继续发力。“在生物处理设备中,曝气装置的能耗约占总能耗的60%,我们通过改造曝气口,让气泡更细密,增加和水的接触面积;同时改变内部流态,让气泡在水中停留时间更长,提高氧的转移效率。通过一系列改进,设备综合能耗降低了20%以上。”艾胜书告诉记者。
回顾技术创新历程,边德军感慨地说:“这是一次直面企业问题进行的技术研发,也让我们更深刻地认识到,生产一线还有大量实际需求,(记者 王丹 徐慕旗)
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