我国工业废水深度除盐回用技术获突破

2019-06-10 13:35    王家余    136

导读: 新一代EX系列电吸附模块发布,生产成本可降45%、运行能耗可降50%、占地面积可节省55%中化新网讯6月3日-5日,2019年第十二届国际水处理展览会在国家会展中心(上海)举行。上海宏济水业科技有限公司在展会上举行新品发布会,隆重推出新一代

新一代EX系列电吸附模块发布,生产成本可降45%、运行能耗可降50%、占地面积可节省55%

中化新网讯 6月3日-5日,2019年第十二届国际水处理展览会在国家会展中心(上海)举行。上海宏济水业科技有限公司在展会上举行新品发布会,隆重推出新一代工业废水深度除盐回用产品——EX系列电吸附模块。这标志着我国工业废水深度除盐回用技术获重大突破。这款新产品也成为本届展会一大亮点,并受到国内外厂商的青睐。

电吸附技术国际工作组委员、上海宏济水业公司董事长孙晓慰博士在发布会上介绍,该产品自2018年生产出第一台样机后,先后经过实验室小试、项目中试和小批量工程应用。与原先的E+系列电吸附模块相比,EX系列电吸附模块通过电极材料的改进、产品结构的优化,一举打破了E+系列模块间歇式产水的瓶颈,实现了连续产水,其主要性能指标(如除盐率、产水率、吨水投资成本、吨水运行成本、产品占地面积等)得到了极大提升。

经过小批量工程应用的统计数据,在同等条件下,EX系列产品的生产成本可降低45%左右、运行能耗可降低50%左右、占地面积也可节省55%以上。

电吸附技术国际工作组委员、清华大学环境学院梁鹏副教授在接受记者采访时说,我国是水资源最匮乏的国家之一。工业用水总量占据我国用水总量的35%,大量的工业用水加剧了我国水资源短缺。近年来,我国先后出台了一系列工业节水减排政策,很多高耗水企业开始着手对自身的外排污水进行深度处理后进行回用,以降低新鲜水用量与废水排放量,取得了一定的节水减排成效。2019年国家发改委、水利部联合发布《国家节水行动方案》,对我国工业节水减排提出了总体目标和“大力推广节水工艺与再生水回用改造,促进高耗水企业加强废水深度处理和达标再利用,积极推行水循环梯级利用”等具体措施。

梁鹏告诉记者,电吸附技术又称电容去离子技术,通过在电极两端施加较低电压,溶液中阴阳离子在电场下分别向正负极移动,并聚集在电极表面的双电层上而实现盐的去除。从20世纪60年代,美国俄克拉荷马大学的Blair和Murphy首次提出CDI理念至今,随着电极材料的不断发展,该技术研究受到越来越多的重视,并逐步应用于实际生产中,主要包括工业废水处理回用、水质净化、海水淡化、特种分离等。

20世纪90年代,加利福尼亚州的劳伦斯·利佛莫尔国家实验室、MarkAndelman等进行了除盐试验的中试工作,取得了较好的试验效果。突破了电极材料的选择及电极结构设计的核心技术;本世纪初,SangHoon等建立了电吸附模型,研究了电吸附模块的吸附潜能,并对模块的设计参数和运行中的操作条件进行了研究。Wegemoned等建立了一套实验室模型,用该模型处理TDS为1000mg/L的工业循环冷却水,出水TDS达到10mg/L。该领域研究论文已由2000年的2篇/年上升至2018年的300余篇/年,受到多方关注。

与高压膜分离、热蒸发等脱盐技术相比,电吸附技术具有适用范围广、耐受性强、产水率高、运行简单、无二次污染等优势,在特定条件下具有较好的脱盐性能。非常适用于高盐、高硬、高COD废水的深度除盐回用。

同时,电吸附技术在储能、海水淡化、苦咸水净化等领域的优势也比较突出,推进该技术的研发与产业应用,对我国能源产业、水环境优化、工业废水处理、居民用水健康等具有重要意义。

此外,电吸附技术在工业、市政和民用废水,以及工业冷却塔用水的回收再利用方面,有着良好的应用前景。可处理生成民用高质量饮用水,具有废水率低、软水功能好的特点,尤其是在选择性去除有毒、有害物质方面,有着其他水处理技术无法比拟的优势。

但目前,国外对该技术的研究应用尚处于实验室研究与小规模工业化应用阶段,我国电吸附技术的研究与工业化应用发展较快。

孙晓慰博士介绍,工业废水深度处理的关键环节和难点是除盐技术产品,当前除盐技术以膜技术为主。工业废水具有水质成分复杂多变、水量波动幅度大、污染性强等特点,而膜技术对进水指标要求极为严格,而且在处理回用过程中需要添加大量药剂,成本高昂而且容易造成二次污染,在很大程度上制约了废水深度处理回用规模的扩大。长期以来,国外知名企业在我国的反渗透市场占据垄断地位。传统的除盐技术并不适用于高盐高硬高COD等复杂水质废水的深度除盐回用,高硬、高盐工业废水的除盐是工业废水资源化利用的难点,也是制约我国工业废水高价值资源化回用的瓶颈。

据介绍,从本世纪初开始,爱思特水务科技有限公司、江苏源远水业科技有限公司、上海宏济水业科技有限公司等企业以电极材料、电吸附系统控制和集成应用为基础,在水深度处理、工业废水回用领域建有工程项目。近年来,以清华大学、南京大学、华东理工大学、大连理工大学、北京科技大学、北京化工大学等为代表的科研院所在电吸附技术研发方面也取得了显著成果。

在电吸附技术研发与工业化应用方面,上海宏济水业公司一直处于国内外的领先水平。近20年来,从第一代电吸附装置到第八代EX电吸附模块的研发成功,上海宏济水业公司已拥有电吸附“材料技术、设备制造和工程应用集成”三位一体的完全自主知识产权,可为用户提供系统化、专业化、一体化的节水减排综合解决方案。目前,公司已经在废水处理难度较高的钢铁、电力、石化、化工、煤矿、市政等众多领域建立了一系列示范工程,节水减排效益显著。2018年建成的某石化公司日处理规模10000 吨的炼油废水深度处理回用项目,每天回用废水为 9000 吨,每年可减少污水排放 300 万吨,减少调取新鲜水280万吨。2017年建成投产的某钢铁集团冷轧废水深度处理回用项目为日处理废水规模5000吨、日回用水量为4500吨,每年可减少污水排放200 万吨,减少调取新鲜水180万吨。2018年升级改造的内蒙古某电力有限责任公司综合污水近零排放处理工程为日处理能力 15000吨、日回用水量为 135000 吨、每年可减少污水排放 500 万吨、减少调取新鲜水为 450 万吨。

孙晓慰博士表示,目前,上海宏济水业科技有限公司的EX系列电吸附膜快已开始量产。对工业企业来说,将外排污水使用EX系列电吸附系统进行废水除盐回用,一次性投资费用加上运行成本支出,远低于企业自身取用新鲜水水费和排污费用。既能实现节水减排的目标,又能降低企业用水成本,产生显著的经济效益和社会效益。

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