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近年来,水体富营养化已成为举世关注的问题,某些工业废水和生活污水中的氮磷,是水体富营养化的主要根源之一。如何减少废水中的氮磷排放量,已成为水体保护的重要课题。某些电子工业废水中氨氮的含量高,因此有必要研制开发低投资、低运行费用、高效的脱氮去磷新工艺,以实现废水综合循环使用,减少对饮用水源和农业生态的危害,从而使电子工业能逐步走上循环经济的发展道路。
“零排放”
零排放(zero emission)概念是1994年由总部设在日本的联合国大学最先提出的,是指无限地减少污染物和能源排放直至到零的活动。其内容是,首先要控制生产过程中不得已产生的液态、气态和固态的排放物,将其减少到零;其次是将那些排放物中可再利用的能源、资源进行回收,最终实现对环境的零污染。
废水"零排放"
废水零排放(Zero Liquid Discharge,简称ZLD),是美国于1970年首先提出的,美国电力研究中心将废水零排放定义为“不向地面水域排放任何形式的水(包括排出或渗出),所有离开电厂的水都是以湿气的形式或者固化在灰渣中”。废水“零排放”是指工业水经过重复使用后,将这部分含盐量和污染物高浓缩成废水全部(99%以上)回收再利用,无任何废液排出工厂。水中的盐类和污染物经过浓缩结晶以固体形式排出厂送垃圾处理厂填埋或将其回收作为有用的化工原料。 2005年颁布的《中国节水技术政策大纲》明确指出发展外排废水回用和“零排放”技术。在GB/T 21534-2008《工业用水节水术语》中定义零排放(Zero Liquid Discharge, ZLD)为企业或主体单元的生产用水系统达到无工业废水排放。
为何要实现“零排放”?
2015年4月16日,国务院印发《水污染防治行动计划》(下称“水十条”),根据全面控制污染物排放、着力节约保护水资源、全力保障水生态环境安全等要求,对企业节水减排提出了更高的要求。计划提出到2020年,全国水环境质量得到阶段性改善,污染严重水体较大幅度减少,加大了环保执法力度,狠抓工业污染防治,取缔“十小”企业,全面排查装备水平低、环保设施差的小型工业企业。2016年底前,按照水污染防治法律法规要求,全部取缔不符合国家产业政策的小型造纸、制革、印染、染料、炼焦、炼硫、炼砷、炼油、电镀、农药等严重污染水环境的生产项目。企业在生产符合要求的高质量工艺用水的同时,如何将大量的污水进行回用、降低能耗、实现排放、最大限度降低对环境的污染,甚至没有污染,己成为一个巨大的挑战,废水的零排放是企业实现节水减排的最终目标。
高频环境-氮磷废水“零排放”技术案例
项目背景:多年以来,太湖流域水体严重富营养化,多次爆发严重的蓝藻危机。当地政府为了彻底解决此严重的生态难题,在环太湖流域最大程度控制流入太湖的氮磷等污染物的排放总量,对周边工厂提出氮磷零排放的严格要求。
高频美特利环境科技(北京)有限公司为国家高新技术企业,专注于为液晶显示、微电子、集成电路等高端制造业提供水处理整体解决方案。2016年,高频美特利环境科技(北京)有限公司在昆山的某电子厂氮磷废水零排放项目顺利完成,处理水量为16M3/h。本项目要求氮磷零排放,采用AO+MBR生化、RO脱盐浓缩、MVR蒸发与干燥结晶工艺。
1. 真正实现氮磷废水“零排放”?
高频环境该项目采用A/O+MBR生物除碳脱氮降磷、RO脱盐浓缩、MVR蒸发与干燥结晶工艺,真正实现氮磷废水“零排放”,经过处理的废水全部回收再利用。
2. 如何防止有机物对膜的污染?
在“零排放”的氮磷废水处理过程中,都含有一定量的有机物,且这些有机物超过一定浓度或者在一定分子量范围内就特别容易出现有机物的膜污染,有机物的膜污染是废水处理应用中难以回避的问题。高频环境针对这一技术难点采用AO+MBR生化组合工艺,一方面在去除废水中存在的COD的同时同步硝化分解部分氮磷降低废水中氮磷含量。
3. 处理废水的蒸发技术
MVR(Mechanical Vapor Re-compression)—机械蒸汽再压缩,是指将蒸发(蒸馏等)过程的二次蒸汽(温度低、压力低而无法利用)用压缩机进行压缩,提高其温度、压力,重新作为热源加热需要被蒸发的物料,从而达到循环利用蒸汽的目的,使蒸发过程不需要外加蒸汽;即用少量的电能获得较多的热能,从而减少系统对外界能源的需求的一项高效节能技术。
经过预处理的氮磷废水进入蒸发器用生蒸汽进行加热,加热到压缩机启动工况后,压缩机启动将蒸发器内产生的二次蒸汽进行压缩循环利用,大大降低蒸汽的消耗量。与此同时蒸发器循环泵将料液不断循环,蒸发浓缩,浓缩液进入浓缩液储槽通过提升泵输送到干燥机进一步浓缩结晶。冷凝水通过冷凝水储罐收集后用于纯水系统。
干燥机的作用是将MVR浓缩后的废水进一步浓缩结晶,最终形成固体盐,转化成固体废弃物,达到氮磷零排放的目的。 MVR蒸发器浓缩液进入干燥机蒸馏罐内进行蒸馏,蒸馏产生的固体残渣即为含氮磷的盐,蒸馏产生的二次蒸汽经冷凝器换热后形成冷凝水,进入冷凝水收集罐,通过回收水泵输送到回用水箱回用于纯水系统。
在我国的节能环保领域,水处理的运营环境较为成熟、市场空间十分广阔,但目前针对工业废水“零排放”的处理,投资较大且成本较高,处理工艺尚需完善,真正实现废水“零排放”的企业少之又少。高频环境在废水“零排放”技术上不断突破和创新,并取得了非常可观的成绩,同时保证运行稳定,低成本,高效率,既做到节水的目的,又实现遏制水环境恶化的势头,促进工业经济与水资源及环境的协调发展。
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