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01概述

2017年我國工業(yè)廢水排放總量約690億噸，其中高鹽廢水產(chǎn)生量占總廢水量的5%，且每年仍以2%的速度增長。隨著近幾年高鹽廢水零排放的政策及議案不斷被提出

或試行，一方面零排放熱度一直不減，零排放項目持續(xù)上馬;然而另一方面，企業(yè)往往難以承受其高昂成本，技術的實現(xiàn)也存在困難，真正實現(xiàn)零排放的項目很少。這一理想與現(xiàn)實的差距，也讓企業(yè)紛紛冷靜下來，結(jié)合自身的需求以及項目實際情況謹慎進行零排放的實踐。因此，本文希望通過對近期零排放相關政策的梳理及現(xiàn)有技術的分析，給相關企業(yè)些許啟發(fā)和技術方面的思路。

02政策驅(qū)動

零排放的概念最初是在70年代的美國因為工業(yè)廢水影響河道水質(zhì)而被強制實行的。此后如澳大利亞的第一個工業(yè)廢水零排放項目也是因為政策規(guī)定而強制執(zhí)行的。由此可見，政策對于零排放的導向作用非常突出。近幾年環(huán)保法規(guī)的不斷加碼對高鹽廢水的處理處置提出了更高的要求，這一情況在我國煤化工和火電行業(yè)體現(xiàn)得尤為突出。中國電力70%來源于火力發(fā)電，其中65%~84%的發(fā)電廠坐落在極度缺水的西部地區(qū)，在能源和水資源的雙重壓力下，對火電廠零排放的需求迫在眉睫。目前中國尚沒有非常嚴格的法規(guī)或者標準規(guī)定煤化工廢水或火電脫硫廢水必須零排放．但近些年，關于煤化工及火電行業(yè)廢水回用不外排的政策頻出，多數(shù)相關行業(yè)企業(yè)相信零排放政策趨嚴，勢必會在不久的將來出臺相應標準及技術規(guī)范，在這之前，開發(fā)或引進零排放技術，主動占據(jù)零排放市場，或?qū)⑷〉梦磥砹闩欧攀袌龅膬?yōu)勢。

03ZLD(零排放zeroliquid discharge)工藝技術分析

高鹽廢水零排放及資源化處理工藝要求在技術經(jīng)濟可行的條件下，最大程度地實現(xiàn)各類物質(zhì)的分離和回收利用，如產(chǎn)水回用、鹽結(jié)晶或制酸堿。鹽分單一的以濃縮回收為主，鹽分復雜的以分鹽資源化為主。目前普遍采用預處理→濃縮→蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)工藝對高鹽廢水進行處理，實現(xiàn)零排放或近零排放．產(chǎn)生鹽固體進行處置或回收。

決定ZLD成本的關鍵因素是蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的廢水處理量，若能在廢水進入蒸發(fā)結(jié)晶前進行高倍濃縮，高鹽廢水的零排放成本將大大降低。濃縮工藝種類眾多，根據(jù)處理對象及適用范圍的不同，主要將高鹽廢水濃縮工藝分為熱濃縮和膜濃縮技術。早期ZLD系統(tǒng)鹽水濃縮主要采用熱濃縮技術，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)。其他熱法脫鹽技術如多級閃蒸(MSF)、多效蒸發(fā)(MED)等，多用于海水淡化,沒有在ZLD過程中應用的案例。

膜濃縮技術

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(jié)晶過程。各種膜濃縮技術的優(yōu)勢、限制及能耗分析如下表所示。

(1）膜蒸餾技術

膜蒸餾是通過蒸汽壓差（溫差）驅(qū)動水蒸氣通過疏水微孔膜，再冷凝成純水的過程。膜蒸餾技術理論上有100%截留率;操作溫度低、可利用廢熱;操作壓力低;設備投資少等，幾乎不存在膜污染問題，使用壽命長。常規(guī)海水脫鹽系統(tǒng)的回收率小于40%-50%，通過這一耦合過程，可以處理反滲透海水淡化后的高含鹽水，可將高含鹽水排放量減少到30%，實現(xiàn)水和能量資源的高效利用。但是該技術仍然需要較高的能耗，一般來說在實際脫鹽過程中，每噸產(chǎn)水需要消耗40-45kWh的電量。與MVC相比，高效的熱能回收是其提升技術競爭力的關鍵。

(2）正滲透膜濃縮技術

正滲透利用濃鹽水滲透壓，使污水側(cè)中的水分子透過正滲透膜進入鹽側(cè),達到水和污染物分離的效果，再將鹽水通過反滲透脫鹽，實現(xiàn)水資源回收。正滲透的2個核心技術問題:一個是正滲透膜材質(zhì)及結(jié)構的選擇;另一個是汲取驅(qū)動溶液的選擇。熱汲取液的發(fā)展促進了FO技術在ZLD系統(tǒng)中的應用。

(3）電滲析技術

電滲析膜組件包括陰離子交換膜和陽離子交換膜, 分別交替排列在陰極和陽極之間，在電場作用下，濃室溶液中的離子不斷被濃縮而淡室溶液中的離子不斷被淡化,從而達到分離純化目的。ED的能耗大部分來自電能，能耗低,且預處理要求不高，設備簡單，處理含鹽廢水時有獨特優(yōu)勢。因此ED技術廣泛應用在化工、冶金、造紙、紡織、輕工、制藥等含大量有機物的高鹽工業(yè)廢水的處理。

根據(jù)進水不同，廢水回收率可達到70%~90%。對于含有中等濃度溶解離子的苦咸水或含鹽廢水，倒極電滲析（EDR）是一種獲得優(yōu)良處理水質(zhì)的理想方案。EDR系統(tǒng)非常堅固，薄膜使用壽命長，與螺旋卷式膜相比，所需預處理大大減少，并且能夠?qū)?/p>

現(xiàn)較高的水回收率。