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我國工業(yè)廢水深度除鹽回用技術(shù)獲突破

2019-06-10 13:33:00

   63~5,2019年第十二屆國際水處理展覽會在國家會展中心上海舉行上海宏濟水業(yè)科技有限公司在展會上舉行新品發(fā)布會,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)品也成為本屆展會一大亮點并受到國內(nèi)外廠商的青睞。

 
  電吸附技術(shù)國際工作組委員上海宏濟水業(yè)公司董事長孫曉慰博士在發(fā)布會上介紹,該產(chǎn)品自2018年生產(chǎn)出第一臺樣機后,先后經(jīng)過實驗室小試項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電極材料的改進、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行成本、產(chǎn)品占地面積等得到了極大提升

  經(jīng)過小批量工程應(yīng)用的統(tǒng)計數(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是水資源最匱乏的國家之一。工業(yè)用水總量占據(jù)我國用水總量的35%,大量的工業(yè)用水加劇了我國水資源短缺。近年來我國先后出臺了一系列工業(yè)節(jié)水減排政策,很多高耗水企業(yè)開始著手對自身的外排污水進行深度處理后進行回用,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年國家發(fā)改委水利部聯(lián)合發(fā)布國家節(jié)水行動方案》,對我國工業(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,促進高耗水企業(yè)加強廢水深度處理和達標(biāo)再利用積極推行水循環(huán)梯級利用等具體措施。

  梁鵬表示,電吸附技術(shù)又稱電容去離子技術(shù),通過在電極兩端施加較低電壓溶液中陰陽離子在電場下分別向正負(fù)極移動,并聚集在電極表面的雙電層上而實現(xiàn)鹽的去除。20世紀(jì)60年代,美國俄克拉荷馬大學(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)研究受到越來越多的重視,并逐步應(yīng)用于實際生產(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·利佛莫爾國家實驗室、MarkAndelman等進行了除鹽試驗的中試工作,取得了較好的試驗效果突破了電極材料的選擇及電極結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心技術(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,并對模塊的設(shè)計參數(shù)和運行中的操作條件進行了研究。Wegemoned等建立了一套實驗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、耐受性強產(chǎn)水率高、運行簡單無二次污染等優(yōu)勢,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,電吸附技術(shù)在儲能、海水淡化苦咸水凈化等領(lǐng)域的優(yōu)勢也比較突出,推進該技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用對我國能源產(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,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)無法比擬的優(yōu)勢。

  但目前,國外對該技術(shù)的研究應(yīng)用尚處于實驗室研究與小規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用階段,我國電吸附技術(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、水量波動幅度大、污染性強等特點,而膜技術(shù)對進水指標(biāo)要求極為嚴(yán)格,而且在處理回用過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)模的擴大。長期以來,國外知名企業(yè)在我國的反滲透市場占據(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,也是制約我國工業(yè)廢水高價值資源化回用的瓶頸。

  據(jù)介紹,從本世紀(jì)初開始愛思特水務(wù)科技有限公司、江蘇源遠水業(yè)科技有限公司上海宏濟水業(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)域建有工程項目。近年來,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,上海宏濟水業(yè)公司一直處于國內(nèi)外的領(lǐng)先水平20年來,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目,每天回用廢水為 9000 ,每年可減少污水排放 300 萬噸,減少調(diào)取新鮮水280萬噸。2017年建成投產(chǎn)的某鋼鐵集團冷軋廢水深度處理回用項目為日處理廢水規(guī)模5000日回用水量為4500,每年可減少污水排放200 萬噸減少調(diào)取新鮮水180萬噸。2018年升級改造的內(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 萬噸減少調(diào)取新鮮水為 450 萬噸。

  孫曉慰博士表示,目前,上海宏濟水業(yè)科技有限公司的EX系列電吸附膜快已開始量產(chǎn)對工業(yè)企業(yè)來說,將外排污水使用EX系列電吸附系統(tǒng)進行廢水除鹽回用,一次性投資費用加上運行成本支出,遠低于企業(yè)自身取用新鮮水水費和排污費用。既能實現(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)濟效益和社會效益。

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