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我國(guó)工業(yè)廢水深度除鹽回用技術(shù)獲突破

2019-06-10 13:33:00

   63~5,2019年第十二屆國(guó)際水處理展覽會(huì)在國(guó)家會(huì)展中心上海舉行上海宏濟(jì)水業(yè)科技有限公司在展會(huì)上舉行新品發(fā)布會(huì)隆重推出新一代工業(yè)廢水深度除鹽回用產(chǎn)品——EX系列電吸附模塊。這標(biāo)志著我國(guó)工業(yè)廢水深度除鹽回用技術(shù)獲重大突破。這款新產(chǎn)品也成為本屆展會(huì)一大亮點(diǎn)并受到國(guó)內(nèi)外廠商的青睞。

 
  電吸附技術(shù)國(guó)際工作組委員、上海宏濟(jì)水業(yè)公司董事長(zhǎng)孫曉慰博士在發(fā)布會(huì)上介紹,該產(chǎn)品自2018年生產(chǎn)出第一臺(tái)樣機(jī)后,先后經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室小試、項(xiàng)目中試和小批量工程應(yīng)用。與原先的E+系列電吸附模塊相比,EX系列電吸附模塊通過(guò)電極材料的改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,一舉打破了E+系列模塊間歇式產(chǎn)水的瓶頸實(shí)現(xiàn)了連續(xù)產(chǎn)水,其主要性能指標(biāo)如除鹽率、產(chǎn)水率、噸水投資成本噸水運(yùn)行成本、產(chǎn)品占地面積等得到了極大提升

  經(jīng)過(guò)小批量工程應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),在同等條件下,EX系列產(chǎn)品的生產(chǎn)成本可降低45%左右、運(yùn)行能耗可降低50%左右、占地面積也可節(jié)省55%以上。

  電吸附技術(shù)國(guó)際工作組委員、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院梁鵬副教授表示,我國(guó)是水資源最匱乏的國(guó)家之一工業(yè)用水總量占據(jù)我國(guó)用水總量的35%,大量的工業(yè)用水加劇了我國(guó)水資源短缺。近年來(lái),我國(guó)先后出臺(tái)了一系列工業(yè)節(jié)水減排政策,很多高耗水企業(yè)開(kāi)始著手對(duì)自身的外排污水進(jìn)行深度處理后進(jìn)行回用,以降低新鮮水用量與廢水排放量,取得了一定的節(jié)水減排成效。2019年國(guó)家發(fā)改委、水利部聯(lián)合發(fā)布國(guó)家節(jié)水行動(dòng)方案》,對(duì)我國(guó)工業(yè)節(jié)水減排提出了總體目標(biāo)和大力推廣節(jié)水工藝與再生水回用改造促進(jìn)高耗水企業(yè)加強(qiáng)廢水深度處理和達(dá)標(biāo)再利用,積極推行水循環(huán)梯級(jí)利用等具體措施

  梁鵬表示,電吸附技術(shù)又稱電容去離子技術(shù)通過(guò)在電極兩端施加較低電壓,溶液中陰陽(yáng)離子在電場(chǎng)下分別向正負(fù)極移動(dòng)并聚集在電極表面的雙電層上而實(shí)現(xiàn)鹽的去除。20世紀(jì)60年代,美國(guó)俄克拉荷馬大學(xué)的BlairMurphy首次提出CDI理念至今,隨著電極材料的不斷發(fā)展,該技術(shù)研究受到越來(lái)越多的重視,并逐步應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中主要包括工業(yè)廢水處理回用、水質(zhì)凈化、海水淡化、特種分離等。

  20世紀(jì)90年代加利福尼亞州的勞倫斯·利佛莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、MarkAndelman等進(jìn)行了除鹽試驗(yàn)的中試工作,取得了較好的試驗(yàn)效果。突破了電極材料的選擇及電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心技術(shù);本世紀(jì)初,SangHoon等建立了電吸附模型,研究了電吸附模塊的吸附潛能并對(duì)模塊的設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行中的操作條件進(jìn)行了研究。Wegemoned等建立了一套實(shí)驗(yàn)室模型用該模型處理TDS1000mg/L的工業(yè)循環(huán)冷卻水,出水TDS達(dá)到10mg/L。該領(lǐng)域研究論文已由2000年的2/年上升至2018年的300余篇/受到多方關(guān)注。

  與高壓膜分離、熱蒸發(fā)等脫鹽技術(shù)相比電吸附技術(shù)具有適用范圍廣、耐受性強(qiáng)產(chǎn)水率高、運(yùn)行簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染等優(yōu)勢(shì),在特定條件下具有較好的脫鹽性能。非常適用于高鹽、高硬、COD廢水的深度除鹽回用。

  同時(shí)電吸附技術(shù)在儲(chǔ)能、海水淡化、苦咸水凈化等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)也比較突出推進(jìn)該技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,對(duì)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)水環(huán)境優(yōu)化、工業(yè)廢水處理居民用水健康等具有重要意義。

  此外電吸附技術(shù)在工業(yè)、市政和民用廢水,以及工業(yè)冷卻塔用水的回收再利用方面,有著良好的應(yīng)用前景。可處理生成民用高質(zhì)量飲用水,具有廢水率低、軟水功能好的特點(diǎn)尤其是在選擇性去除有毒、有害物質(zhì)方面有著其他水處理技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

  但目前,國(guó)外對(duì)該技術(shù)的研究應(yīng)用尚處于實(shí)驗(yàn)室研究與小規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用階段我國(guó)電吸附技術(shù)的研究與工業(yè)化應(yīng)用發(fā)展較快。

  孫曉慰博士介紹工業(yè)廢水深度處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和難點(diǎn)是除鹽技術(shù)產(chǎn)品,當(dāng)前除鹽技術(shù)以膜技術(shù)為主。工業(yè)廢水具有水質(zhì)成分復(fù)雜多變、水量波動(dòng)幅度大污染性強(qiáng)等特點(diǎn),而膜技術(shù)對(duì)進(jìn)水指標(biāo)要求極為嚴(yán)格,而且在處理回用過(guò)程中需要添加大量藥劑,成本高昂而且容易造成二次污染,在很大程度上制約了廢水深度處理回用規(guī)模的擴(kuò)大。長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)外知名企業(yè)在我國(guó)的反滲透市場(chǎng)占據(jù)壟斷地位傳統(tǒng)的除鹽技術(shù)并不適用于高鹽高硬高COD等復(fù)雜水質(zhì)廢水的深度除鹽回用,高硬高鹽工業(yè)廢水的除鹽是工業(yè)廢水資源化利用的難點(diǎn),也是制約我國(guó)工業(yè)廢水高價(jià)值資源化回用的瓶頸。

  據(jù)介紹,從本世紀(jì)初開(kāi)始愛(ài)思特水務(wù)科技有限公司江蘇源遠(yuǎn)水業(yè)科技有限公司、上海宏濟(jì)水業(yè)科技有限公司等企業(yè)以電極材料電吸附系統(tǒng)控制和集成應(yīng)用為基礎(chǔ),在水深度處理、工業(yè)廢水回用領(lǐng)域建有工程項(xiàng)目近年來(lái),以清華大學(xué)、南京大學(xué)、華東理工大學(xué)、大連理工大學(xué)北京科技大學(xué)北京化工大學(xué)等為代表的科研院所在電吸附技術(shù)研發(fā)方面也取得了顯著成果。

  在電吸附技術(shù)研發(fā)與工業(yè)化應(yīng)用方面上海宏濟(jì)水業(yè)公司一直處于國(guó)內(nèi)外的領(lǐng)先水平。20年來(lái)從第一代電吸附裝置到第八代EX電吸附模塊的研發(fā)成功,上海宏濟(jì)水業(yè)公司已擁有電吸附材料技術(shù)、設(shè)備制造和工程應(yīng)用集成三位一體的完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),可為用戶提供系統(tǒng)化、專業(yè)化、一體化的節(jié)水減排綜合解決方案目前,公司已經(jīng)在廢水處理難度較高的鋼鐵電力、石化、化工煤礦、市政等眾多領(lǐng)域建立了一系列示范工程,節(jié)水減排效益顯著。2018年建成的某石化公司日處理規(guī)模10000 噸的煉油廢水深度處理回用項(xiàng)目,每天回用廢水為 9000 ,每年可減少污水排放 300 萬(wàn)噸,減少調(diào)取新鮮水280萬(wàn)噸。2017年建成投產(chǎn)的某鋼鐵集團(tuán)冷軋廢水深度處理回用項(xiàng)目為日處理廢水規(guī)模5000、日回用水量為4500每年可減少污水排放200 萬(wàn)噸,減少調(diào)取新鮮水180萬(wàn)噸。2018年升級(jí)改造的內(nèi)蒙古某電力有限責(zé)任公司綜合污水近零排放處理工程為日處理能力 15000日回用水量為 135000 、每年可減少污水排放 500 萬(wàn)噸減少調(diào)取新鮮水為 450 萬(wàn)噸。

  孫曉慰博士表示目前,上海宏濟(jì)水業(yè)科技有限公司的EX系列電吸附膜快已開(kāi)始量產(chǎn)。對(duì)工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)將外排污水使用EX系列電吸附系統(tǒng)進(jìn)行廢水除鹽回用,一次性投資費(fèi)用加上運(yùn)行成本支出,遠(yuǎn)低于企業(yè)自身取用新鮮水水費(fèi)和排污費(fèi)用既能實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排的目標(biāo),又能降低企業(yè)用水成本產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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