解密廢水零（líng）排放

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1、什（shí）麽是零排放？
廢水“零排放”是指工業（yè）廢水經過重複使（shǐ）用後，將這部分含鹽量和汙染物高濃（nóng）縮成廢水全部(99%以上)回（huí）收再利用，無（wú）任（rèn）何廢液排（pái）出工廠。水中的鹽類和汙染物經過濃縮結（jié）晶以固體形（xíng）式排出廠送（sòng）垃圾處理廠填埋或（huò）將其（qí）回收作為有用（yòng）的化工原料。
正常的零排放途徑為濃水預處理（分末端處理與再濃縮技術（shù），根據工藝來選擇（zé）技（jì）術及（jí）順序）→濃縮結晶這兩個步驟（zhòu）來操作（zuò）的，本文將（jiāng）詳細介紹這兩（liǎng）個步驟常用的處理技術！
2、濃水預（yù）處理－末端處理技術
1、高級（jí）氧化技術
高級（jí）氧化法是利用強（qiáng）氧化性的羥基自由基(·OH)氧化分（fèn）解水中有機汙染物的（de）方法（fǎ），可以快速、無選擇性、徹底氧化（huà）各種（zhǒng）有機與無機（jī）汙染物。
高級（jí）氧（yǎng）化法包（bāo）括如芬頓（dùn）氧化、臭氧催化氧化（huà）、光催化（huà）氧化和電化學氧化等技術。
1、芬（fēn）頓（dùn）氧化（huà）
其中，芬頓氧化法利用H2O2和Fe2+在酸性pH條件下生成·OH。操作簡單、反應（yīng）速度快、處理（lǐ）效果好。一些（xiē）設（shè）計院，在要（yào）求零排放的時候會采用芬頓強氧化，然後再進入汙水處理係統。
某印染企業反（fǎn）滲透濃水的COD、氨（ān）氮分別（bié）為253、32mg/L，電導率為1270μS/cm，采用“芬頓+氣浮（fú）”工藝處（chù）理，出水COD、氨（ān）氮分別為70、7mg/L，單位濃鹽水處理費（fèi）僅為1.32元/m3。
某煉油企業反滲透（tòu）濃水采用芬頓氧化法處理，COD從（cóng）100mg/L下降到50mg/L左右，實現達標排放（fàng）的（de）要求。

2、臭氧氧化＋光催化
相關實踐表明，臭氧氧化與光催（cuī）化聯合使用，可使DOC的去除（chú）率（lǜ）提高30%。設置混凝前處理，去除率更高。

3、電化學（xué）氧化
電化學氧化技術對處理反滲透濃水很（hěn）有效，一方麵高電導率的（de）濃水可以（yǐ）降低能（néng）耗，高（gāo）含量的氯可作為強氧化劑去除有機物，另一方麵，電化（huà）學氧化（huà）除了能去除COD和氨氮外，還對一些新興汙染物具有較好的去除效果。

2、混（hún）凝（níng）/吸附法
主要目標是去除DOC（溶解有機碳，一（yī）般（bān）是指（zhǐ）能通過孔徑為0.45微米濾膜、並在分析過程中未蒸發失去的有機碳，
代（dài）表了水體中溶解有機物（wù）質的總和
）。
由於水性質不同，混凝對DOC的去（qù）除率很低。而吸附法（fǎ）利用活性炭吸附效（xiào）果明顯好於混凝，成本也不（bú）是很大。當活性（xìng）炭劑量為5g/L，DOC去除率可達到91%。
3、濃（nóng）水（shuǐ）預處（chù）理－再濃縮技術
濃水（shuǐ）再濃縮在（zài）膜處理之前可能（néng）需要軟化預處理（lǐ），根據（jù）具體水質（zhì）參數和目的，濃水再濃縮技術在進水限製、處理效（xiào）果（guǒ）、運行成本、投資成本上均有所不同。
1、電滲析
電滲析可以說是一種除鹽技術，因為濃水含有一定（dìng）量的鹽分，而組（zǔ）成這些鹽的陰、陽離子在（zài）直流電場的（de）作用下會分別向（xiàng）相反方向的電極移動。電（diàn）滲析適合電（diàn）鍍之類的行業（yè），對（duì）進水要求比較高，需（xū）要直流電。
電解析除鹽原（yuán）理：電滲析（ED）是在直流電場作用下（xià），利用荷（hé）電離子膜的反離子遷移原（yuán）理從水溶液（yè）和其他不（bú）帶電組分中分離帶電離子的膜過程，是一個以電位差為推動力的（de）膜分離過程。在電滲析器內設置多組交替排列的陰、陽離子交換膜，在直流電場作（zuò）用下，陽（yáng）離子穿過陽膜向負極方向運動；陰離子（zǐ）穿過陰膜向正（zhèng）極方向運動（dòng）。這樣就形成了去除水中離子的淡水室和濃縮離子的濃水（shuǐ）室，將濃水排放，得到的淡水即為去鹽水（shuǐ）。

2、特（tè）種膜
特種膜能（néng）對RO濃水中的有機物、鹽度和（hé）水（shuǐ）進行較為徹（chè）底（dǐ）的分離，透過液水質較好，其（qí）COD和鹽度的去除率均可達到90%以上。因此，其滲透液可以直接（jiē）排放或者（zhě）進入生化處理工藝進一步處理，濃縮液（yè）則可通過MVR做蒸發結晶進（jìn）行零排（pái）放處理。
特種膜處理技術原理：濃水經過適當的（de）預處理後泵入特種膜單元，由於特種膜最高可以高（gāo）壓條件下（xià）操作，因（yīn）而降低了特種膜對其他膜工藝濃（nóng）水的透過液回收率的限（xiàn）製，濃縮倍（bèi）數（shù）增加。其產水回（huí）收（shōu）率的增加導致了濃水的減少，因此也降低了後續RO濃水處理工藝（yì）的規模和運行費用。

3、超頻振動膜
超頻振動膜（mó）的原理就和搖篩子一樣。利用振動機（jī）振動膜桶，使得（dé）整個處理過程中膜都是（shì）振動狀（zhuàng）態，再利用剪切（qiē）力讓水中雜質難（nán）以附（fù）著在膜表麵。因此其膜的壽命更長（zhǎng），進水水質更寬裕，能處理很多傳統固定（dìng）RO膜處理不了（le）的水。
總的（de）來說，超頻振動膜對進水水質要求比較低，膜壽命（mìng）長，最（zuì）關鍵的是運（yùn）行成本基本就是電費，一個超頻（pín）振動膜（mó）組件係統隻（zhī）需要大約7.35kw的振動動力電動機和3.65kw的（de）料液泵。

說到底，RO濃水再濃縮技術的本質（zhì）就是為了減少MVR蒸發處（chù）理的水量，從而達到節約零排放成本的目的。
4、濃水濃縮結晶技術
1、膜蒸餾
利用膜蒸餾（MD）處理反滲透濃水，可實現反滲（shèn）透濃水的（de）近“零排放”。膜蒸餾是傳統蒸餾工（gōng）藝與（yǔ）膜分離技術（shù）相組合的一種新型膜分離過程（chéng）。
相（xiàng）對其它分離過程，膜蒸餾操作溫度和壓力低，可以在較低的溫度下實（shí）現蒸餾過（guò）程（chéng），如利用太陽能、地熱、溫泉、工廠預熱和溫熱的工業廢水等廉（lián）價能（néng）源；最重要（yào）的（de）是，其對無（wú）機鹽、大（dà）分子等不揮發組分具有100%的理論截留率，可用來處理高濃度廢水。

值得一提的（de）是，采用膜蒸餾法直接處理反滲透濃水，易導致（zhì）膜汙染，最終導致產水（shuǐ）通量下降。因此，膜蒸餾技術常與其他技術整合應用。比如，某水友將反滲透濃水經阻垢預處理後，再用膜蒸餾發濃縮處理，可將產水電導率保（bǎo）持（chí）在5uS/cm以下，並且有效延緩產水通量下降。再比（bǐ）如，某水友（yǒu）采用膜蒸餾技術（shù）和結晶器處理反滲透濃水，總回收率可達95%。
三種膜蒸餾過程比較：
目前已經發展（zhǎn）出四種不同的膜蒸餾操作（zuò）方式，包括直接接觸式膜（mó）蒸餾（DCMD），氣隙式膜蒸餾（AGMD），氣流（liú）吹掃式（shì）膜蒸餾（liú）（SGMD）和真空式膜蒸餾（VMD）。

相關研究表明，在采用PVDF中空纖維疏水（shuǐ）微（wēi）孔（kǒng）膜進行（háng）的（de）三種MD過程的脫鹽實驗中，VMD過程滲透通量最高，達21.8L（m2·h），DCMD次之、SGMD最小。
三（sān）種MD過程的滲透通量均隨料液溫度（dù）的升高（gāo）而增大，隨料液濃度的增加而降低；隨著料液流速（sù）的增加，VMD和SGMD滲透量無顯著變化，而DCMD過（guò）程略有增加；VMD和SGMD過程的滲透（tòu）量（liàng）分別隨冷側氣體（tǐ）流（liú）速和（hé）真（zhēn）空度的增加而增加，DCMD滲透量不隨冷卻水流速的增（zēng）加而改變。
三種MD過程的脫鹽率均不隨各操作條件的改（gǎi）變而（ér）改變（biàn），脫鹽率近100%。
2、強化蒸（zhēng）發
實際操作中，蒸（zhēng）發的形（xíng）式多種多樣，比如單效（xiào）蒸發（fā）、多效蒸發（fā），還有最近常用的（de）熱泵蒸發。該技術（shù）類型主（zhǔ）要包括多效蒸發、多級閃蒸（MSF）、蒸汽熱力再壓縮（TVR）以及（jí）蒸汽機械再壓縮（MVR）等。
1、多效蒸（zhēng）發
多效蒸發（MEE）是多個蒸發器串聯運行，每一階段產生的蒸汽用做後一蒸發器的（de）加熱蒸汽使用。但其相對多級閃蒸，結垢較為嚴重。

2、多級閃蒸
多級閃蒸（MSF）是將熱鹽水引（yǐn）入閃蒸室後過熱而急速（sù）的部分氣化，從而使熱鹽水自身的溫度降低，所產生的蒸汽冷凝後即為所需的除鹽（yán）水。
多級閃蒸法不僅用（yòng）於海水淡化，而且已（yǐ）廣泛用於（yú）火力（lì）發電廠、石油化工廠的鍋爐（lú）供水、工業廢水和礦井苦鹹水的處理（lǐ）與回收，以及印染工業、造紙工（gōng）業廢堿液的回收。

3、熱力蒸汽在壓縮
熱力蒸（zhēng）汽再壓縮（TVR）是將沸騰室的（de）蒸汽壓（yā）縮到（dào）加熱室上，能力被加到蒸氣上，使（shǐ）蒸（zhēng）汽（qì）能夠用於（yú）再加熱。

4、機械蒸汽再壓縮（suō）
機（jī）械蒸汽再壓縮（MVR）是在（zài）TVR的基礎上，二次蒸汽通過壓縮機的絕熱壓縮（suō）作用，提高了壓（yā）力（lì）和飽和溫度，再把壓縮後的蒸汽引入到蒸發器管外加熱物料，整個係（xì）統的輸（shū）入功隻有壓縮機的電功，節能效果顯著。

綜上（shàng）所述，雖然這些強化蒸發技術實現濃水的近零排放，但相對來說投（tóu）資（zī）大、處理成本高。