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01概述

2017年我國工業廢水(shui)(shui)(shui)排放總(zong)量約690億噸，其中高(gao)鹽廢水(shui)(shui)(shui)產生量占總(zong)廢水(shui)(shui)(shui)量的5%，且每年仍以2%的速度增長。隨著近幾年高(gao)鹽廢水(shui)(shui)(shui)零排放的政策及議案(an)不斷被提出

或試(shi)行，一(yi)(yi)(yi)方面(mian)零(ling)(ling)排(pai)(pai)放熱度一(yi)(yi)(yi)直(zhi)不減，零(ling)(ling)排(pai)(pai)放項(xiang)目(mu)持續(xu)上馬;然而另一(yi)(yi)(yi)方面(mian)，企(qi)(qi)業(ye)(ye)往(wang)往(wang)難以承受其高昂成本(ben)，技(ji)術(shu)的實現(xian)(xian)也(ye)存在困難，真正實現(xian)(xian)零(ling)(ling)排(pai)(pai)放的項(xiang)目(mu)很少。這一(yi)(yi)(yi)理(li)想與現(xian)(xian)實的差距，也(ye)讓企(qi)(qi)業(ye)(ye)紛紛冷靜下來，結(jie)合自身的需求以及項(xiang)目(mu)實際情(qing)況(kuang)謹(jin)慎進行零(ling)(ling)排(pai)(pai)放的實踐。因此，本(ben)文希望通過對近期零(ling)(ling)排(pai)(pai)放相(xiang)關政策的梳理(li)及現(xian)(xian)有技(ji)術(shu)的分析，給相(xiang)關企(qi)(qi)業(ye)(ye)些許啟發和技(ji)術(shu)方面(mian)的思路。

02政策驅動

零(ling)(ling)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)的(de)(de)(de)概念最初是在(zai)(zai)(zai)70年(nian)(nian)代的(de)(de)(de)美國(guo)(guo)(guo)因(yin)為工(gong)(gong)業(ye)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)影響河道(dao)水(shui)(shui)質而(er)被強制實行(xing)的(de)(de)(de)。此后如澳大利亞的(de)(de)(de)第一個工(gong)(gong)業(ye)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)零(ling)(ling)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)項目也是因(yin)為政(zheng)(zheng)策規(gui)(gui)定而(er)強制執行(xing)的(de)(de)(de)。由此可見(jian)，政(zheng)(zheng)策對于(yu)零(ling)(ling)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)的(de)(de)(de)導向作用非常(chang)突出(chu)。近幾年(nian)(nian)環(huan)保(bao)法規(gui)(gui)的(de)(de)(de)不(bu)斷加碼對高鹽廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)處理處置提出(chu)了更高的(de)(de)(de)要求，這(zhe)一情況在(zai)(zai)(zai)我(wo)國(guo)(guo)(guo)煤(mei)(mei)化(hua)工(gong)(gong)和(he)火電行(xing)業(ye)體現(xian)得尤為突出(chu)。中(zhong)國(guo)(guo)(guo)電力70%來源于(yu)火力發電，其中(zhong)65%~84%的(de)(de)(de)發電廠坐落在(zai)(zai)(zai)極度缺水(shui)(shui)的(de)(de)(de)西部地區(qu)，在(zai)(zai)(zai)能源和(he)水(shui)(shui)資源的(de)(de)(de)雙(shuang)重壓力下(xia)，對火電廠零(ling)(ling)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)的(de)(de)(de)需求迫在(zai)(zai)(zai)眉睫。目前中(zhong)國(guo)(guo)(guo)尚沒(mei)有非常(chang)嚴(yan)(yan)格的(de)(de)(de)法規(gui)(gui)或(huo)者標(biao)準(zhun)規(gui)(gui)定煤(mei)(mei)化(hua)工(gong)(gong)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)或(huo)火電脫硫廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)必須零(ling)(ling)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)．但近些年(nian)(nian)，關于(yu)煤(mei)(mei)化(hua)工(gong)(gong)及火電行(xing)業(ye)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)回用不(bu)外排(pai)(pai)(pai)的(de)(de)(de)政(zheng)(zheng)策頻(pin)出(chu)，多數相關行(xing)業(ye)企業(ye)相信零(ling)(ling)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)政(zheng)(zheng)策趨嚴(yan)(yan)，勢必會(hui)在(zai)(zai)(zai)不(bu)久的(de)(de)(de)將(jiang)來出(chu)臺相應標(biao)準(zhun)及技術規(gui)(gui)范，在(zai)(zai)(zai)這(zhe)之前，開(kai)發或(huo)引進(jin)零(ling)(ling)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)技術，主動占據零(ling)(ling)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)市(shi)(shi)場(chang)，或(huo)將(jiang)取得未來零(ling)(ling)排(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)市(shi)(shi)場(chang)的(de)(de)(de)優勢。

03ZLD(零排放zeroliquid discharge)工藝技(ji)術分析(xi)

高鹽廢水(shui)零(ling)(ling)排(pai)放(fang)及資(zi)源(yuan)化處(chu)(chu)理(li)工藝(yi)要求(qiu)在技(ji)術經濟可行的(de)(de)條件下，最大程(cheng)度地實現(xian)各類物質的(de)(de)分(fen)(fen)離(li)和回(hui)(hui)收(shou)利用，如產水(shui)回(hui)(hui)用、鹽結(jie)晶(jing)或(huo)制酸堿。鹽分(fen)(fen)單一的(de)(de)以(yi)濃縮(suo)回(hui)(hui)收(shou)為(wei)主(zhu)，鹽分(fen)(fen)復雜(za)的(de)(de)以(yi)分(fen)(fen)鹽資(zi)源(yuan)化為(wei)主(zhu)。目前普(pu)遍(bian)采用預處(chu)(chu)理(li)→濃縮(suo)→蒸發結(jie)晶(jing)系(xi)統工藝(yi)對高鹽廢水(shui)進行處(chu)(chu)理(li)，實現(xian)零(ling)(ling)排(pai)放(fang)或(huo)近零(ling)(ling)排(pai)放(fang)．產生鹽固體進行處(chu)(chu)置或(huo)回(hui)(hui)收(shou)。

決定(ding)ZLD成本的(de)關(guan)鍵(jian)因素是(shi)蒸發結(jie)晶(jing)(jing)系統(tong)的(de)廢(fei)水(shui)(shui)處理量，若能在廢(fei)水(shui)(shui)進入蒸發結(jie)晶(jing)(jing)前進行高(gao)倍(bei)濃(nong)(nong)(nong)縮，高(gao)鹽廢(fei)水(shui)(shui)的(de)零排放成本將(jiang)大大降低。濃(nong)(nong)(nong)縮工藝種類眾多(duo)(duo)，根據處理對象及適(shi)用范圍的(de)不同，主要(yao)(yao)將(jiang)高(gao)鹽廢(fei)水(shui)(shui)濃(nong)(nong)(nong)縮工藝分為熱(re)濃(nong)(nong)(nong)縮和膜濃(nong)(nong)(nong)縮技術(shu)。早(zao)期ZLD系統(tong)鹽水(shui)(shui)濃(nong)(nong)(nong)縮主要(yao)(yao)采用熱(re)濃(nong)(nong)(nong)縮技術(shu)，機械(xie)(xie)式(shi)蒸汽壓縮技術(shu)(MVC)及目(mu)前應(ying)(ying)用較多(duo)(duo)的(de)機械(xie)(xie)式(shi)蒸汽再壓縮技術(shu)(MVR)。其他熱(re)法脫鹽技術(shu)如多(duo)(duo)級(ji)閃蒸(MSF)、多(duo)(duo)效蒸發(MED)等，多(duo)(duo)用于海水(shui)(shui)淡(dan)化(hua),沒有在ZLD過程(cheng)中應(ying)(ying)用的(de)案(an)例。

膜濃縮技術

新型(xing)膜(mo)濃縮(suo)(suo)技(ji)術包括膜(mo)蒸餾技(ji)術、正滲(shen)透技(ji)術、電(dian)滲(shen)析技(ji)術等(deng)，作為RO濃水進一步濃縮(suo)(suo)工藝，出水則進入結晶過程。各種膜(mo)濃縮(suo)(suo)技(ji)術的優勢、限制及能耗分析如(ru)下(xia)表所示(shi)。

(1）膜蒸餾技術

膜蒸(zheng)餾是通(tong)過(guo)(guo)蒸(zheng)汽壓(ya)差（溫差）驅動(dong)水(shui)(shui)(shui)蒸(zheng)氣通(tong)過(guo)(guo)疏水(shui)(shui)(shui)微孔膜，再(zai)冷凝成純(chun)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。膜蒸(zheng)餾技術理(li)論上有(you)100%截留率(lv);操作溫度低、可利(li)用廢熱(re);操作壓(ya)力低;設備投資少(shao)等，幾乎不存在膜污染問(wen)題，使用壽(shou)命長(chang)。常規海(hai)水(shui)(shui)(shui)脫(tuo)鹽(yan)系統(tong)的(de)(de)回(hui)收率(lv)小于40%-50%，通(tong)過(guo)(guo)這一(yi)耦(ou)合過(guo)(guo)程(cheng)，可以處理(li)反滲透(tou)海(hai)水(shui)(shui)(shui)淡化后的(de)(de)高含鹽(yan)水(shui)(shui)(shui)，可將高含鹽(yan)水(shui)(shui)(shui)排放量減少(shao)到30%，實現水(shui)(shui)(shui)和能量資源的(de)(de)高效(xiao)(xiao)利(li)用。但是該技術仍然需要(yao)較高的(de)(de)能耗，一(yi)般來說在實際脫(tuo)鹽(yan)過(guo)(guo)程(cheng)中，每噸產水(shui)(shui)(shui)需要(yao)消耗40-45kWh的(de)(de)電量。與(yu)MVC相比，高效(xiao)(xiao)的(de)(de)熱(re)能回(hui)收是其提升技術競爭(zheng)力的(de)(de)關鍵。

(2）正滲透膜濃縮技術

正(zheng)(zheng)滲透(tou)利(li)用濃鹽(yan)(yan)水(shui)滲透(tou)壓，使污水(shui)側(ce)中的(de)(de)水(shui)分(fen)子透(tou)過(guo)(guo)正(zheng)(zheng)滲透(tou)膜(mo)(mo)進入鹽(yan)(yan)側(ce),達到(dao)水(shui)和污染物分(fen)離的(de)(de)效果，再將(jiang)鹽(yan)(yan)水(shui)通過(guo)(guo)反滲透(tou)脫鹽(yan)(yan)，實現水(shui)資源(yuan)回收。正(zheng)(zheng)滲透(tou)的(de)(de)2個(ge)核心技術問題:一個(ge)是正(zheng)(zheng)滲透(tou)膜(mo)(mo)材質及結(jie)構的(de)(de)選擇;另一個(ge)是汲取(qu)驅動溶液(ye)的(de)(de)選擇。熱汲取(qu)液(ye)的(de)(de)發展促進了(le)FO技術在(zai)ZLD系統(tong)中的(de)(de)應用。

(3）電滲析技術

電滲析膜(mo)組件包(bao)括(kuo)陰離子交(jiao)(jiao)換膜(mo)和陽離子交(jiao)(jiao)換膜(mo), 分(fen)別交(jiao)(jiao)替排列在陰極和陽極之(zhi)間(jian)，在電場作用(yong)下，濃室(shi)(shi)溶液(ye)中的(de)離子不(bu)(bu)斷被濃縮(suo)而淡室(shi)(shi)溶液(ye)中的(de)離子不(bu)(bu)斷被淡化,從(cong)而達到分(fen)離純(chun)化目的(de)。ED的(de)能(neng)耗大部分(fen)來(lai)自電能(neng)，能(neng)耗低,且預處理(li)要求不(bu)(bu)高(gao)，設備簡單(dan)，處理(li)含鹽(yan)廢水(shui)時有獨特優(you)勢(shi)。因此(ci)ED技術廣泛應用(yong)在化工、冶金、造(zao)紙、紡織、輕工、制藥等含大量(liang)有機物的(de)高(gao)鹽(yan)工業廢水(shui)的(de)處理(li)。

根據進水(shui)(shui)不同，廢水(shui)(shui)回收(shou)率可達到70%~90%。對(dui)于含(han)有中(zhong)等濃度溶解(jie)離子的苦咸水(shui)(shui)或含(han)鹽廢水(shui)(shui)，倒極電滲析（EDR）是一(yi)種獲得優良處理水(shui)(shui)質的理想方(fang)案(an)。EDR系統非(fei)常堅固(gu)，薄膜(mo)使用壽命長，與螺旋卷式膜(mo)相比，所需預處理大(da)大(da)減少，并且能夠實

現較高的水回收率。