一、什么(me)是零排(pai)放？

廢水(shui)(shui)零排放是(shi)指工業廢水(shui)(shui)經過重復使(shi)用(yong)后(hou)，將這部分含鹽(yan)量和污(wu)染物(wu)高濃縮成廢水(shui)(shui)全部(99%以上(shang))回(hui)收再利用(yong)，無(wu)任何廢液排出(chu)工廠。水(shui)(shui)中(zhong)的鹽(yan)類和污(wu)染物(wu)經過濃縮結晶以固(gu)體(ti)形式(shi)排出(chu)廠送垃(la)圾(ji)處理廠填埋(mai)或將其(qi)回(hui)收作為有用(yong)的化工原料。

正常(chang)的零排放途徑為濃(nong)(nong)水預處(chu)理(li)（分末端(duan)處(chu)理(li)與再(zai)濃(nong)(nong)縮技術，根據工藝來選(xuan)擇技術及順序(xu)）→濃(nong)(nong)縮結晶這兩個步驟來操作的，本文將(jiang)詳細介紹這兩個步驟常(chang)用(yong)的處(chu)理(li)技術！

二、濃水預(yu)處理－末端(duan)處理技術

1、高級氧化技術

高(gao)級氧(yang)(yang)化法是(shi)利用(yong)強氧(yang)(yang)化性(xing)的(de)(de)羥基(ji)自由基(ji)(·OH)氧(yang)(yang)化分(fen)解(jie)水中有機污染(ran)物的(de)(de)方法，可以快速、無選(xuan)擇性(xing)、徹(che)底氧(yang)(yang)化各(ge)種有機與無機污染(ran)物。

高級氧(yang)化(hua)法包(bao)括如芬頓氧(yang)化(hua)、臭氧(yang)催化(hua)氧(yang)化(hua)、光(guang)催化(hua)氧(yang)化(hua)和電化(hua)學氧(yang)化(hua)等技術。

1）芬(fen)頓氧化

其(qi)中，芬頓(dun)氧(yang)化(hua)法利用(yong)H2O2和Fe2+在酸性pH條件下(xia)生(sheng)成·OH。操作簡(jian)單、反(fan)應速度快、處理效(xiao)果(guo)好。一(yi)些(xie)設計院(yuan)，在要(yao)求零(ling)排放的時候會采用(yong)芬頓(dun)強氧(yang)化(hua)，然后(hou)再(zai)進(jin)入污水(shui)處理系(xi)統。

某印染企業反(fan)滲透濃水的(de)COD、氨氮(dan)分別為253、32mg/L，電(dian)導(dao)率(lv)為1270μS/cm，采用“芬頓+氣浮(fu)”工藝(yi)處理，出水COD、氨氮(dan)分別為70、7mg/L，單位濃鹽水處理費(fei)僅為1.32元/m3。

某煉油企業反滲透濃水采用芬頓氧(yang)化法(fa)處理，COD從(cong)100mg/L下降到50mg/L左右，實(shi)現達(da)標排(pai)放的(de)要求。

2）臭氧氧化＋光催化

相關(guan)實踐表明(ming)，臭氧(yang)氧(yang)化與光催化聯合使(shi)用，可使(shi)DOC的去除(chu)率提(ti)高(gao)30%。設置混凝前處理，去除(chu)率更高(gao)。

3）電化(hua)學氧化(hua)

電(dian)化(hua)學(xue)氧(yang)(yang)化(hua)技(ji)術(shu)對處理反(fan)滲透濃水很有(you)效，一(yi)方(fang)面(mian)高電(dian)導率的(de)濃水可以降低能耗，高含量的(de)氯可作為(wei)強氧(yang)(yang)化(hua)劑去(qu)除(chu)有(you)機物(wu)，另一(yi)方(fang)面(mian)，電(dian)化(hua)學(xue)氧(yang)(yang)化(hua)除(chu)了(le)能去(qu)除(chu)COD和氨氮外，還對一(yi)些新興污染物(wu)具有(you)較好的(de)去(qu)除(chu)效果。

2、混凝(ning)/吸附(fu)法(fa)

主要目標是去除DOC（溶解(jie)有(you)機碳(tan)(tan)，一般是指能通過(guo)孔徑(jing)為(wei)0.45微(wei)米濾(lv)膜、并在分析過(guo)程中(zhong)未蒸發失去的(de)有(you)機碳(tan)(tan)，代表了(le)水體中(zhong)溶解(jie)有(you)機物質(zhi)的(de)總(zong)和）。由于水性(xing)質(zhi)不同，混凝對DOC的(de)去除率很低。而(er)吸(xi)附法利用活性(xing)炭吸(xi)附效果明顯好于混凝，成本也不是很大。當活性(xing)炭劑(ji)量為(wei)5g/L，DOC去除率可達到91%。

三、濃(nong)水預處理－再濃(nong)縮技術

濃水(shui)再(zai)濃縮在(zai)(zai)膜處(chu)(chu)理(li)之前(qian)可能需要軟化預處(chu)(chu)理(li)，根據具(ju)體水(shui)質參(can)數和目的，濃水(shui)再(zai)濃縮技術在(zai)(zai)進(jin)水(shui)限制、處(chu)(chu)理(li)效果(guo)、運行成(cheng)本、投資成(cheng)本上均(jun)有所不同。

1、電滲(shen)析

電(dian)滲析可(ke)以說是(shi)一種(zhong)除鹽技術(shu)，因為濃水含(han)有一定量的(de)(de)鹽分，而(er)組成(cheng)這(zhe)些(xie)鹽的(de)(de)陰、陽離子在(zai)直流電(dian)場的(de)(de)作用下會分別向相反方向的(de)(de)電(dian)極移動(dong)。電(dian)滲析適合電(dian)鍍之類(lei)的(de)(de)行(xing)業，對(dui)進(jin)水要求比較高(gao)，需要直流電(dian)。

電(dian)解析除(chu)鹽原理：電(dian)滲析（ED）是在(zai)直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)場(chang)作用(yong)下(xia)，利(li)用(yong)荷電(dian)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)膜的(de)反離(li)(li)(li)子(zi)(zi)遷移原理從水(shui)溶(rong)液和其(qi)他(ta)不(bu)帶電(dian)組分中(zhong)分離(li)(li)(li)帶電(dian)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)膜過(guo)程(cheng)，是一個(ge)以(yi)電(dian)位差為推(tui)動(dong)(dong)力的(de)膜分離(li)(li)(li)過(guo)程(cheng)。在(zai)電(dian)滲析器內設置多組交替排(pai)列的(de)陰(yin)、陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)交換膜，在(zai)直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)場(chang)作用(yong)下(xia)，陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)穿(chuan)(chuan)過(guo)陽(yang)膜向負(fu)極方(fang)向運動(dong)(dong)；陰(yin)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)穿(chuan)(chuan)過(guo)陰(yin)膜向正極方(fang)向運動(dong)(dong)。這樣就(jiu)形成(cheng)了去除(chu)水(shui)中(zhong)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)淡水(shui)室和濃(nong)縮離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)濃(nong)水(shui)室，將濃(nong)水(shui)排(pai)放(fang)，得到的(de)淡水(shui)即(ji)為去鹽水(shui)。

2、特種膜

特(te)種膜能對(dui)RO濃水(shui)中(zhong)的有機物、鹽度和水(shui)進(jin)行較(jiao)(jiao)為徹底的分(fen)離，透(tou)過液(ye)水(shui)質(zhi)較(jiao)(jiao)好，其(qi)COD和鹽度的去除率均可(ke)達(da)到(dao)90%以上(shang)。因此，其(qi)滲(shen)透(tou)液(ye)可(ke)以直接排(pai)放或者(zhe)進(jin)入生化處理(li)工藝進(jin)一步處理(li)，濃縮液(ye)則可(ke)通(tong)過MVR做蒸發結晶進(jin)行零排(pai)放處理(li)。

特種(zhong)膜(mo)(mo)處理技(ji)術原(yuan)理：濃(nong)水經過適當的預處理后(hou)泵入特種(zhong)膜(mo)(mo)單元，由于特種(zhong)膜(mo)(mo)最(zui)高可(ke)以高壓(ya)條件下操作，因而降低了特種(zhong)膜(mo)(mo)對其他(ta)膜(mo)(mo)工藝(yi)濃(nong)水的透過液回收率(lv)的限制，濃(nong)縮倍數增(zeng)加。其產(chan)水回收率(lv)的增(zeng)加導(dao)致了濃(nong)水的減少，因此也(ye)降低了后(hou)續RO濃(nong)水處理工藝(yi)的規(gui)模和運行(xing)費用。

3、超頻振(zhen)動膜

超(chao)頻振(zhen)動(dong)膜(mo)的(de)原(yuan)理(li)(li)(li)就和搖(yao)篩子一樣。利用(yong)振(zhen)動(dong)機振(zhen)動(dong)膜(mo)桶，使得整(zheng)個處(chu)(chu)理(li)(li)(li)過程(cheng)中(zhong)膜(mo)都是振(zhen)動(dong)狀態，再利用(yong)剪切力讓(rang)水(shui)(shui)中(zhong)雜質難以(yi)附(fu)著(zhu)在(zai)膜(mo)表(biao)面。因此其膜(mo)的(de)壽命更長，進水(shui)(shui)水(shui)(shui)質更寬裕，能處(chu)(chu)理(li)(li)(li)很多傳統(tong)固(gu)定RO膜(mo)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)不(bu)了(le)的(de)水(shui)(shui)。

總的(de)來說，超(chao)頻振(zhen)動膜(mo)對進水水質(zhi)要(yao)求(qiu)比(bi)較低，膜(mo)壽命長，最關鍵的(de)是運行成本(ben)基本(ben)就是電(dian)費，一個超(chao)頻振(zhen)動膜(mo)組件系統只(zhi)需要(yao)大約7.35kw的(de)振(zhen)動動力電(dian)動機和(he)3.65kw的(de)料液泵(beng)。

說(shuo)到底，RO濃水再濃縮技術的本(ben)質就是為了減少(shao)MVR蒸發處理的水量，從而達(da)到節約零排放成本(ben)的目的。

四、濃水濃縮結晶(jing)技術(shu)

1、膜(mo)蒸餾

利用膜蒸餾(liu)（MD）處(chu)理(li)反滲(shen)透(tou)濃(nong)水，可實現反滲(shen)透(tou)濃(nong)水的(de)近“零排放”。膜蒸餾(liu)是傳(chuan)統蒸餾(liu)工藝與膜分離(li)技術相(xiang)組合(he)的(de)一(yi)種新型膜分離(li)過程。

相對其(qi)它分(fen)離過程(cheng)，膜蒸餾(liu)操作溫度(du)和壓(ya)力低，可以在較(jiao)低的(de)溫度(du)下(xia)實(shi)現蒸餾(liu)過程(cheng)，如利用(yong)太陽能(neng)、地熱、溫泉、工廠預熱和溫熱的(de)工業廢(fei)水等廉價能(neng)源；最重要的(de)是，其(qi)對無機鹽、大分(fen)子等不揮發組(zu)分(fen)具(ju)有(you)100%的(de)理論截留率，可用(yong)來處理高濃度(du)廢(fei)水。

值得(de)一提的是，采用(yong)膜(mo)(mo)蒸(zheng)餾(liu)法直接處理反滲(shen)透濃水(shui)(shui)(shui)，易導(dao)致(zhi)膜(mo)(mo)污染，最終導(dao)致(zhi)產(chan)(chan)水(shui)(shui)(shui)通量(liang)下(xia)(xia)降(jiang)。因此，膜(mo)(mo)蒸(zheng)餾(liu)技(ji)術(shu)常與其他技(ji)術(shu)整(zheng)合應用(yong)。比(bi)如，某水(shui)(shui)(shui)友將(jiang)反滲(shen)透濃水(shui)(shui)(shui)經阻垢預處理后，再(zai)用(yong)膜(mo)(mo)蒸(zheng)餾(liu)發濃縮處理，可將(jiang)產(chan)(chan)水(shui)(shui)(shui)電(dian)導(dao)率保(bao)持在5uS/cm以下(xia)(xia)，并且有(you)效延緩產(chan)(chan)水(shui)(shui)(shui)通量(liang)下(xia)(xia)降(jiang)。再(zai)比(bi)如，某水(shui)(shui)(shui)友采用(yong)膜(mo)(mo)蒸(zheng)餾(liu)技(ji)術(shu)和結晶(jing)器處理反滲(shen)透濃水(shui)(shui)(shui)，總回收率可達95%。

三種(zhong)膜蒸餾過程比較(jiao)：

目前(qian)已經(jing)發展出(chu)四種不同的膜(mo)蒸餾(liu)操作(zuo)方式(shi)，包括(kuo)直接接觸式(shi)膜(mo)蒸餾(liu)（DCMD），氣(qi)隙(xi)式(shi)膜(mo)蒸餾(liu)（AGMD），氣(qi)流吹(chui)掃式(shi)膜(mo)蒸餾(liu)（SGMD）和真空(kong)式(shi)膜(mo)蒸餾(liu)（VMD）。

相(xiang)關研究表明，在采用PVDF中空纖維疏(shu)水微孔膜進行的(de)三種MD過(guo)程的(de)脫鹽實驗中，VMD過(guo)程滲透通量(liang)最高，達21.8L（m2·h），DCMD次(ci)之、SGMD最小(xiao)。

三(san)種MD過程的(de)滲(shen)透通(tong)量均隨料液(ye)(ye)溫度(du)的(de)升高而(er)(er)增大，隨料液(ye)(ye)濃度(du)的(de)增加(jia)(jia)而(er)(er)降低；隨著料液(ye)(ye)流(liu)速的(de)增加(jia)(jia)，VMD和(he)SGMD滲(shen)透量無顯著變(bian)化，而(er)(er)DCMD過程略有增加(jia)(jia)；VMD和(he)SGMD過程的(de)滲(shen)透量分別隨冷側氣(qi)體流(liu)速和(he)真空度(du)的(de)增加(jia)(jia)而(er)(er)增加(jia)(jia)，DCMD滲(shen)透量不隨冷卻(que)水流(liu)速的(de)增加(jia)(jia)而(er)(er)改變(bian)。

三種MD過程(cheng)的(de)脫鹽率均不隨各操作(zuo)條件的(de)改(gai)變而(er)改(gai)變，脫鹽率近100%。

2、強化蒸發

實際操(cao)作中(zhong)，蒸(zheng)(zheng)發的(de)形式(shi)多(duo)(duo)種多(duo)(duo)樣，比如(ru)單效(xiao)蒸(zheng)(zheng)發、多(duo)(duo)效(xiao)蒸(zheng)(zheng)發，還有最近(jin)常用(yong)的(de)熱泵蒸(zheng)(zheng)發。該(gai)技術類型主(zhu)要包(bao)括多(duo)(duo)效(xiao)蒸(zheng)(zheng)發、多(duo)(duo)級閃蒸(zheng)(zheng)（MSF）、蒸(zheng)(zheng)汽熱力再壓縮（TVR）以及蒸(zheng)(zheng)汽機械(xie)再壓縮（MVR）等。

1）多效(xiao)蒸發(fa)

多效蒸(zheng)發（MEE）是(shi)多個蒸(zheng)發器串(chuan)聯運行，每一階段(duan)產生的(de)蒸(zheng)汽用做(zuo)后一蒸(zheng)發器的(de)加熱蒸(zheng)汽使用。但其(qi)相(xiang)對多級(ji)閃蒸(zheng)，結垢較(jiao)為(wei)嚴重。

2）多級閃蒸

多級閃蒸（MSF）是將熱(re)鹽水引入閃蒸室(shi)后(hou)過熱(re)而急速的(de)部分氣(qi)化(hua)，從而使熱(re)鹽水自身(shen)的(de)溫度降低(di)，所(suo)產生的(de)蒸汽(qi)冷凝后(hou)即為所(suo)需的(de)除鹽水。

多級閃蒸法不(bu)僅(jin)用于(yu)海水(shui)淡化(hua)，而且已廣(guang)泛用于(yu)火(huo)力發電廠(chang)、石油(you)化(hua)工廠(chang)的鍋爐(lu)供水(shui)、工業(ye)廢(fei)水(shui)和礦井苦咸水(shui)的處(chu)理(li)與回收，以及印(yin)染工業(ye)、造紙工業(ye)廢(fei)堿液的回收。

3）熱(re)力蒸汽再壓縮(suo)

熱力蒸(zheng)汽(qi)再壓縮(suo)（TVR）是將沸騰室的蒸(zheng)汽(qi)壓縮(suo)到加(jia)熱室上，能(neng)力被加(jia)到蒸(zheng)氣上，使(shi)蒸(zheng)汽(qi)能(neng)夠用(yong)于再加(jia)熱。

4）機械蒸(zheng)汽再壓縮

機(ji)械蒸(zheng)汽再(zai)壓縮(suo)（MVR）是(shi)在TVR的基(ji)礎上(shang)，二次蒸(zheng)汽通(tong)過壓縮(suo)機(ji)的絕熱壓縮(suo)作用，提高(gao)了壓力和飽和溫度(du)，再(zai)把壓縮(suo)后的蒸(zheng)汽引入到蒸(zheng)發器管(guan)外加熱物料(liao)，整個系統的輸(shu)入功只(zhi)有壓縮(suo)機(ji)的電功，節能效果顯著。

綜(zong)上所述，雖然這些強化蒸發技術實現濃水的近零(ling)排(pai)放，但相對來說投(tou)資大、處理(li)成本高。

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