工業廢水:四大高鹽零排放技術路線

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對於工業廢水零排放領域而言,技術是最關鍵的要素,高性價比的技術解決方案將成為核心競爭力。介紹了各種膜濃縮技術的優勢、限制及能耗分析,並推薦了4種零排放技術。

自2018年開始,國內環保市場發生了很大變革。環保行業作為政策驅動明顯的行業,近幾年在各種重大政策的影響下,市場機遇大爆發;然而跑馬圈地,高槓杆融資,同質化競爭讓不少民企紛紛陷入困局,舉步維艱,與此同時各路國資順勢進入“接盤”,讓“國進民退”成為很多環保人的對市場判斷的一種態度。但凡事都要辯證的看,在這樣的陣痛下,環保行業才能真正進入發展的階段,良幣開始驅逐劣幣,資金、技術和人才成為企業發展最重要的籌碼。


在這樣的行業大背景下,雖然近幾年工業廢水零排放的政策及議案不斷被提出或試行,對資金和技術均要求極高的零排放企業紛紛冷靜下來,面對動輒幾千萬上億元的高能耗設備,在決策之時慎之又慎。目前,仍沒有出現任何行業巨頭,這是每個企業的機遇。同時,零排放之所以備受關注,一方面在於這是必然趨勢,另一方面在於難。目前中國尚沒有非常嚴格的法規或者標準規定煤化工廢水或火電脫硫廢水必須零排放,但近幾年關於煤化工及火電行業廢水回用不外排的政策頻出,其中包括:

工業廢水:四大高鹽零排放技術路線

技術為王

2017年我國工業廢水排放總量約690億噸,其中高鹽廢水產生量佔總廢水量的5%,且每年仍以2%的速度增長。對於工業廢水零排放領域而言,技術是最關鍵的要素,高性價比的技術解決方案將成為核心競爭力。在全球零排放市場的環境中,如何去平衡投資、運行成本和處理後目標,則成為了不同技術被市場所選擇的主要原因。

早期ZLD系統鹽水濃縮主要採用熱濃縮技術,機械式蒸汽壓縮技術(MVC)及目前應用較多的機械式蒸汽再壓縮技術(MVR)。MVC技術的應用已經有幾十年的歷史,不斷髮展熱回收裝置,但能耗高且需要高品質電能仍是該技術推廣應用最大的限制。通常來說,每處理1噸進水,則消耗20-25 kWh的電能,這已經成為其他ZLD濃縮技術的基準,是其他技術節能降耗的方向。為了降低MVC的能耗,實際工程中常將RO與MVC工藝耦合,利用RO進行預濃縮,能夠大大降低能耗,兩者協同作用以實現高鹽廢水零排放。RO的加入可節省58−75%的能源及48−67%的運行成本。然而,將RO應用於零排放,有兩個比較大的限制,膜結垢/膜汙染和濃縮能力較低。新型膜濃縮技術包括膜蒸餾技術、正滲透技術、電滲析技術等,作為RO濃水進一步濃縮工藝,出水則進入結晶過程。各種膜濃縮技術的優勢、限制及能耗分析如下表所示。


工業廢水:四大高鹽零排放技術路線

工業廢水零排放技術推薦

  • 載氣萃取(CGE)脫硫廢水零排放和鹽濃縮工藝(Gradiant Corporation 美國)

基於加溼-除溼(HDH)過程的載氣提取(CGE)系統,可將難處理工業廢水轉化為水資源。用於油氣生產水的回收,煙氣脫硫廢水和紡織廢水的回收。

  • 創新超濾膜和DTST膜(Crosstek 美國)

主要應用於廢水零排放領域,包括垃圾滲濾液、煤化工、鹽水濃縮、電鍍和煙氣脫硫等領域。

  • 高通量無孔選擇性透水納米膜材料(Dais Analytic 美國)

膜蒸餾技術NanoClearTM 可處理含鹽10%~16%和COD 大於120000mg/L 的高鹽高有機廢水,無需前處理,水回收率>90%,膜通量可長期維持在12~15 L/m²·h, 為同類膜蒸餾技術的3倍。 

  • 多效蒸發結晶,倒極電滲析,超高壓反滲透等(Saltworks 加拿大)

用於煙氣脫硫廢水,垃圾滲濾液,油田採出水等高鹽難處理工業廢水解決方案。


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