曲久輝：下一代水處理廠的技術(shù)愿景分析

時(shí)間：2017-02-03 09:21

來源：中宜環(huán)科環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究

作者：尹諾陳晶晶

工業(yè)廢水處理廠應(yīng)該是外化與資源化的循環(huán)工廠

下一代工業(yè)廢水處理廠應(yīng)該是外化與資源化的循環(huán)工廠。它具有一個(gè)多目標(biāo)耦合的目的——要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，要進(jìn)行全生命周期的調(diào)整。在工業(yè)廢水處理中，特別是工廠中，實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)是極其必要的。因?yàn)橐欢ㄒ紤]可再生能源的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，要考慮有用物質(zhì)的高質(zhì)循環(huán)。這其中第一個(gè)問題就是能量的問題。新能源或可再生能源的運(yùn)用，在工業(yè)廢水處理中，它是最合適的操作。從60年代到現(xiàn)在，光氧化已經(jīng)研究了50年，在中國利用太陽光來作為工業(yè)廢水處理的可再生能源是一個(gè)重要的技術(shù)。它可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，轉(zhuǎn)化成熱能用在蒸發(fā)、脫鹽、消毒上，也可以轉(zhuǎn)化成電能，同時(shí)還可以用作很多工廠管理的需求。太陽能在工業(yè)廢水處理當(dāng)中的運(yùn)用在“十三五”期間應(yīng)該重要推廣，并且將其變成一種工業(yè)事件。

在工業(yè)廢水處理當(dāng)中，首先要考慮水及其它有用物質(zhì)的回收和循環(huán)利用，考慮全生命周期的最優(yōu)化和資源的資源化、能源化。比如工業(yè)過程的自利用，回收的有機(jī)物可作為原料或者新的產(chǎn)品。在電鍍冶金行業(yè)中，重金屬往往含有比較高的絡(luò)合物，這些絡(luò)合物很難去除。它不是一種游離的基礎(chǔ)離子，同時(shí)也不是一種游離的有機(jī)物，它被氧化起來就有難度，回收起來也更難。針對(duì)如何在這樣的體系中回收，設(shè)計(jì)出了一種電化學(xué)的方法：用二氧化碳作為光陽極，用釉鋼作為陰極，這對(duì)銅、EDTA這樣的絡(luò)合物可以很好的去除。其原因就是在這樣的反應(yīng)中，把EDTA這種配位體的氧化使銅能夠游離出來，在陰極的表面沉結(jié)大量的銅，使銅得到回收。在冶金和電鍍的廢水中，氰化銅是廣泛存在的，它最難被回收同時(shí)也最有毒性。之所以說最難被回收，因?yàn)閺U水的PH值都在11左右，呈堿性，在堿性的情況下釋放銅離子，一定會(huì)水解成為氧化銅，而氧化銅會(huì)聚積在陽極，這會(huì)干擾反應(yīng)的進(jìn)行，影響電化學(xué)效率。所以在PH>11的條件下，我們?cè)趶U水中加入焦磷酸鹽(焦磷酸鹽在電鍍或者其他行業(yè)廣泛使用，而且價(jià)格便宜)，就會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)在陽極表面的氧化銅就消失了，變成了焦磷酸鹽銅的絡(luò)合物，并且聚積到陰極，順利地把銅解離出來，沉積在陰極的表面，這樣就解決了在陽極表面不能夠有效回收的問題。在這個(gè)反應(yīng)中，如果和太陽光結(jié)合起來，就可以進(jìn)一步優(yōu)化反應(yīng)效率和反應(yīng)過程，使能耗更低。這個(gè)例子說明我們能通過一些簡(jiǎn)單的辦法，使廢水中的有用物質(zhì)得到經(jīng)濟(jì)和有效的回收。所以工業(yè)廢水回收、物質(zhì)的循環(huán)，應(yīng)該是在處理當(dāng)中最核心的手段。

最近有很多人在提工業(yè)廢水的零排放、超低排放。零排放不應(yīng)該是一個(gè)目的，應(yīng)該是一個(gè)目標(biāo)，應(yīng)該是針對(duì)物質(zhì)作為產(chǎn)品的過程的追求。所以我認(rèn)為我們可以追求超低排放，超低排放應(yīng)該是最大限度地減少排放的毒性。工業(yè)廢水的處理技術(shù)方向首先應(yīng)該是新能源的利用和自身能耗的轉(zhuǎn)化，其次是對(duì)有用物質(zhì)的分離和利用，另外就是超低排放技術(shù)(超低排放一定要使水回用回收以及毒性控制)，做到這三點(diǎn)才能叫超低排放。

所以未來水處理技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的愿景、方向、機(jī)遇就是六個(gè)字：低耗、循環(huán)、清潔。

編輯：李艷茹

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