什么是零排放？
廢(fei)水(shui)“零排放”是指工業廢(fei)水(shui)經(jing)(jing)過(guo)重復使用(yong)(yong)后，將這部(bu)分含鹽量(liang)和(he)污染物高濃縮(suo)成(cheng)廢(fei)水(shui)全部(bu)(99%以上(shang))回(hui)收(shou)再利用(yong)(yong)，無任何廢(fei)液排出工廠。水(shui)中的鹽類和(he)污染物經(jing)(jing)過(guo)濃縮(suo)結晶(jing)以固體形式排出廠送垃圾處理廠填(tian)埋或(huo)將其(qi)回(hui)收(shou)作為有用(yong)(yong)的化工原料。
正常的零排放途徑為(wei)濃(nong)(nong)水預處理（分(fen)末端處理與再濃(nong)(nong)縮(suo)技術(shu)，根(gen)據(ju)工藝來選擇技術(shu)及順序）濃(nong)(nong)縮(suo)結晶這(zhe)兩個步驟來操作的。
濃水預處理(li)－末端處理(li)技術
一、高級氧化技術
高級氧(yang)化(hua)(hua)法(fa)是利用強氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)的(de)羥基自由(you)基(·OH)氧(yang)化(hua)(hua)分解水中有(you)機(ji)(ji)(ji)污染物(wu)的(de)方法(fa)，可以快速、無(wu)選擇性(xing)、徹底氧(yang)化(hua)(hua)各種有(you)機(ji)(ji)(ji)與無(wu)機(ji)(ji)(ji)污染物(wu)。
高級氧(yang)化(hua)(hua)法包括(kuo)如芬頓氧(yang)化(hua)(hua)、臭氧(yang)催化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)、光催化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)和電(dian)化(hua)(hua)學氧(yang)化(hua)(hua)等技術。
1、芬頓氧化
其中，芬頓(dun)氧化(hua)法利用H2O2（過(guo)氧化(hua)氫）和Fe2+（亞鐵離子）在酸性pH條件下(xia)生成·OH。操(cao)作(zuo)簡(jian)單、反應速度快、處理效(xiao)果(guo)好。一些(xie)設計院，在要求零排放的時候會采(cai)用芬頓(dun)強氧化(hua)，然后再進入(ru)污水(shui)處理系統。
某印染企業反滲透濃(nong)水(shui)的COD（化學需氧量）、氨氮分別為(wei)253、32mg/L（濃(nong)度單位(wei)），電導(dao)率為(wei)1270μS/cm，采用“芬頓(dun)+氣浮”工藝處(chu)理，出(chu)水(shui)化學需氧量、氨氮分別為(wei)70、7mg/L，單位(wei)濃(nong)鹽水(shui)處(chu)理費(fei)僅為(wei)1.32元/m3（立方米）。
某煉(lian)油企(qi)業反滲(shen)透濃水采用芬(fen)頓氧化法處理，化學需(xu)氧量從100mg/L下(xia)降(jiang)到50mg/L左右，實現達標排放(fang)的要求。
2、臭氧(yang)氧(yang)化＋光催化
相(xiang)關實踐(jian)表(biao)明(ming)，臭氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化(hua)與光催化(hua)聯合使用(yong)，可使DOC的去除率提高30%。設(she)置混凝前處理，去除率更(geng)高。
3、電化學氧化
電(dian)(dian)化(hua)學(xue)氧(yang)(yang)化(hua)技術對處(chu)理(li)反滲透濃水很有效，一(yi)方(fang)面(mian)高電(dian)(dian)導率的濃水可以(yi)降低能(neng)耗，高含量的氯可作(zuo)為強氧(yang)(yang)化(hua)劑去除(chu)(chu)有機物，另一(yi)方(fang)面(mian)，電(dian)(dian)化(hua)學(xue)氧(yang)(yang)化(hua)除(chu)(chu)了能(neng)去除(chu)(chu)化(hua)學(xue)需(xu)氧(yang)(yang)量和氨氮外，還對一(yi)些新興污(wu)染物具有較好(hao)的去除(chu)(chu)效果。
二、混凝/吸附法
主要(yao)目標是去(qu)除DOC（溶解有機碳，一般是指能通過孔徑為0.45微(wei)米濾膜、并在(zai)分析(xi)過程中未蒸發失(shi)去(qu)的有機碳，代(dai)表了水體中溶解有機物質的總和）。由于(yu)水性質不(bu)同，混(hun)凝對DOC的去(qu)除率(lv)很(hen)低。而(er)吸附(fu)法(fa)利用活性炭吸附(fu)效(xiao)果明(ming)顯(xian)好(hao)于(yu)混(hun)凝，成本也不(bu)是很(hen)大。當活性炭劑量(liang)為5g/L，DOC去(qu)除率(lv)可達到91%。
三、濃(nong)水預處理－再濃(nong)縮技術
濃水再濃縮在膜處理之前可能需要軟化預處理，根據具體水質(zhi)參數和目的，濃水再濃縮技術(shu)在進水限制、處理效果(guo)、運(yun)行成(cheng)本、投(tou)資成(cheng)本上均有所不同。
1、電滲析（ED）
電(dian)(dian)(dian)滲(shen)析可以說是一種除鹽技術，因(yin)為濃水含(han)有(you)一定(ding)量的(de)(de)鹽分，而組(zu)成(cheng)這些鹽的(de)(de)陰、陽離子在直流電(dian)(dian)(dian)場(chang)的(de)(de)作用(yong)下會分別向(xiang)相(xiang)反方向(xiang)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極移(yi)動。電(dian)(dian)(dian)滲(shen)析適(shi)合電(dian)(dian)(dian)鍍之類的(de)(de)行業，對進水要求比較高，需要直流電(dian)(dian)(dian)。
電(dian)(dian)解(jie)析除鹽原理：電(dian)(dian)滲析是在直(zhi)流電(dian)(dian)場作用(yong)(yong)下(xia)，利用(yong)(yong)荷電(dian)(dian)離(li)(li)(li)子(zi)膜(mo)的反離(li)(li)(li)子(zi)遷移原理從水溶液和其他不(bu)帶(dai)電(dian)(dian)組分(fen)中(zhong)分(fen)離(li)(li)(li)帶(dai)電(dian)(dian)離(li)(li)(li)子(zi)的膜(mo)過(guo)(guo)程(cheng)，是一個以電(dian)(dian)位(wei)差為推動力的膜(mo)分(fen)離(li)(li)(li)過(guo)(guo)程(cheng)。在電(dian)(dian)滲析器(qi)內設置多組交替排列的陰、陽(yang)(yang)(yang)離(li)(li)(li)子(zi)交換膜(mo)，在直(zhi)流電(dian)(dian)場作用(yong)(yong)下(xia)，陽(yang)(yang)(yang)離(li)(li)(li)子(zi)穿過(guo)(guo)陽(yang)(yang)(yang)膜(mo)向負極(ji)方向運(yun)動；陰離(li)(li)(li)子(zi)穿過(guo)(guo)陰膜(mo)向正極(ji)方向運(yun)動。這(zhe)樣(yang)就形成了(le)去除水中(zhong)離(li)(li)(li)子(zi)的淡水室和濃(nong)縮離(li)(li)(li)子(zi)的濃(nong)水室，將濃(nong)水排放，得到的淡水即為去鹽水。
2、特種膜
特(te)種(zhong)膜能(neng)對RO濃水中(zhong)的有(you)機物、鹽度和水進行較為徹底(di)的分離，透過液水質(zhi)較好，其(qi)(qi)化學需氧(yang)量和鹽度的去除(chu)率均(jun)可(ke)達到90%以上。因此(ci)，其(qi)(qi)滲透液可(ke)以直接排(pai)放或者(zhe)進入生(sheng)化處理工藝進一步處理，濃縮液則可(ke)通過MVR（蒸汽機械再壓縮技術）做蒸發結(jie)晶進行零排(pai)放處理。
特(te)種(zhong)(zhong)(zhong)膜(mo)處理(li)技術原理(li)：濃(nong)水(shui)經(jing)過適當的(de)(de)預處理(li)后(hou)(hou)泵入特(te)種(zhong)(zhong)(zhong)膜(mo)單(dan)元，由(you)于特(te)種(zhong)(zhong)(zhong)膜(mo)最高可以高壓條件下(xia)操作，因而降低(di)了特(te)種(zhong)(zhong)(zhong)膜(mo)對其(qi)(qi)他(ta)膜(mo)工(gong)藝濃(nong)水(shui)的(de)(de)透過液回收(shou)率的(de)(de)限(xian)制，濃(nong)縮(suo)倍數增(zeng)加(jia)。其(qi)(qi)產(chan)水(shui)回收(shou)率的(de)(de)增(zeng)加(jia)導致(zhi)了濃(nong)水(shui)的(de)(de)減少，因此也降低(di)了后(hou)(hou)續RO濃(nong)水(shui)處理(li)工(gong)藝的(de)(de)規(gui)模(mo)和運行費用。
3、超頻振動膜
超頻振(zhen)(zhen)動(dong)膜的原(yuan)理就和搖篩子一樣。利用(yong)振(zhen)(zhen)動(dong)機振(zhen)(zhen)動(dong)膜桶，使得整個處(chu)理過程中(zhong)膜都是振(zhen)(zhen)動(dong)狀(zhuang)態，再利用(yong)剪切力讓水(shui)中(zhong)雜(za)質(zhi)(zhi)難以附(fu)著在膜表面(mian)。因此其膜的壽命更(geng)長(chang)，進水(shui)水(shui)質(zhi)(zhi)更(geng)寬裕，能(neng)處(chu)理很多(duo)傳統固定RO膜處(chu)理不了的水(shui)。
總的(de)來說，超頻振(zhen)(zhen)動膜對進水水質要求(qiu)比(bi)較低，膜壽命(ming)長(chang)，最關鍵(jian)的(de)是運(yun)行(xing)成(cheng)本(ben)基本(ben)就是電費，一個超頻振(zhen)(zhen)動膜組件系統只需要大約7.35kw（千瓦(wa)）的(de)振(zhen)(zhen)動動力(li)電動機和3.65kw的(de)料液(ye)泵(beng)。
說到底，RO濃(nong)水再濃(nong)縮技術(shu)的(de)本(ben)質就是為了減少MVR蒸發處理(li)的(de)水量(liang)，從(cong)而達到節約零排(pai)放(fang)成本(ben)的(de)目的(de)。
四、濃水濃縮結晶技術
1、膜蒸餾（MD）
利用膜(mo)(mo)(mo)蒸餾處理反(fan)滲(shen)透(tou)濃水，可實現(xian)反(fan)滲(shen)透(tou)濃水的近“零排(pai)放(fang)”。膜(mo)(mo)(mo)蒸餾是傳統(tong)蒸餾工(gong)藝與膜(mo)(mo)(mo)分(fen)離技術相組合(he)的一(yi)種新型(xing)膜(mo)(mo)(mo)分(fen)離過(guo)程。
相對其(qi)它分離過程，膜蒸餾操作(zuo)溫(wen)(wen)度(du)和(he)壓力低，可以在(zai)較(jiao)低的溫(wen)(wen)度(du)下(xia)實現蒸餾過程，如(ru)利用(yong)太(tai)陽能、地熱(re)、溫(wen)(wen)泉(quan)、工(gong)廠預(yu)熱(re)和(he)溫(wen)(wen)熱(re)的工(gong)業廢水等(deng)廉價(jia)能源(yuan)；最重要的是(shi)，其(qi)對無(wu)機鹽、大(da)分子(zi)等(deng)不揮發(fa)組(zu)分具有100%的理論截(jie)留率，可用(yong)來處理高濃度(du)廢水。
值得一提(ti)的是(shi)，采用(yong)(yong)膜(mo)(mo)蒸餾法直接處理反(fan)滲(shen)透濃水(shui)，易導(dao)致(zhi)(zhi)膜(mo)(mo)污(wu)染，最終(zhong)導(dao)致(zhi)(zhi)產(chan)水(shui)通量(liang)下降(jiang)(jiang)。因此，膜(mo)(mo)蒸餾技術(shu)常與其他技術(shu)整(zheng)合(he)應(ying)用(yong)(yong)。比(bi)如(ru)，某水(shui)友將(jiang)反(fan)滲(shen)透濃水(shui)經阻垢(gou)預處理后，再用(yong)(yong)膜(mo)(mo)蒸餾發(fa)濃縮處理，可將(jiang)產(chan)水(shui)電導(dao)率保(bao)持在5uS/cm（微西每厘米）以下，并且有效延緩產(chan)水(shui)通量(liang)下降(jiang)(jiang)。再比(bi)如(ru)，某水(shui)友采用(yong)(yong)膜(mo)(mo)蒸餾技術(shu)和(he)結晶器處理反(fan)滲(shen)透濃水(shui)，總回收率可達95%。
三種(zhong)膜蒸餾(liu)過程(cheng)比較：
目前已經發展出四(si)種不同的膜(mo)蒸餾(liu)操作方式，包括直接接觸式膜(mo)蒸餾(liu)（DCMD），氣隙式膜(mo)蒸餾(liu)（AGMD），氣流吹(chui)掃(sao)式膜(mo)蒸餾(liu)（SGMD）和真空式膜(mo)蒸餾(liu)（VMD）。
相(xiang)關研究表(biao)明，在采用PVDF（鋰電池概念股）中(zhong)(zhong)空纖維疏(shu)水(shui)微(wei)孔膜(mo)進行的(de)三種MD過(guo)程(cheng)的(de)脫(tuo)鹽實(shi)驗中(zhong)(zhong)，真空式膜(mo)蒸(zheng)餾(liu)過(guo)程(cheng)滲透通量最高(gao)，達21.8L（m2·h），接(jie)觸(chu)式膜(mo)蒸(zheng)餾(liu)次之、氣(qi)流吹掃式膜(mo)蒸(zheng)餾(liu)最小。
三種膜(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)過(guo)程的(de)(de)(de)滲(shen)透(tou)通量(liang)均隨(sui)料(liao)液(ye)溫度的(de)(de)(de)升高(gao)而(er)(er)(er)增(zeng)(zeng)大，隨(sui)料(liao)液(ye)濃度的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)而(er)(er)(er)降低；隨(sui)著(zhu)料(liao)液(ye)流(liu)(liu)速(su)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，真(zhen)空(kong)式(shi)(shi)(shi)膜(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)和(he)氣流(liu)(liu)吹掃(sao)式(shi)(shi)(shi)膜(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)滲(shen)透(tou)量(liang)無(wu)顯著(zhu)變化(hua)，而(er)(er)(er)接觸式(shi)(shi)(shi)膜(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)過(guo)程略(lve)有(you)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)；真(zhen)空(kong)式(shi)(shi)(shi)膜(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)和(he)氣流(liu)(liu)吹掃(sao)式(shi)(shi)(shi)膜(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)過(guo)程的(de)(de)(de)滲(shen)透(tou)量(liang)分(fen)別隨(sui)冷側氣體流(liu)(liu)速(su)和(he)真(zhen)空(kong)度的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)而(er)(er)(er)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，接觸式(shi)(shi)(shi)膜(mo)(mo)蒸(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)滲(shen)透(tou)量(liang)不隨(sui)冷卻(que)水流(liu)(liu)速(su)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)而(er)(er)(er)改變。
三(san)種膜蒸(zheng)餾過程的(de)脫鹽率均不隨各操作條件(jian)的(de)改(gai)變而改(gai)變，脫鹽率近(jin)100%。
2、強化蒸發
實際操作中，蒸(zheng)(zheng)(zheng)發的(de)(de)形式多(duo)種多(duo)樣，比如單效(xiao)蒸(zheng)(zheng)(zheng)發、多(duo)效(xiao)蒸(zheng)(zheng)(zheng)發，還(huan)有最近常(chang)用的(de)(de)熱泵蒸(zheng)(zheng)(zheng)發。該技術類型主(zhu)要包括多(duo)效(xiao)蒸(zheng)(zheng)(zheng)發（MEE）、多(duo)級(ji)閃蒸(zheng)(zheng)(zheng)（MSF）、蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽熱力再壓(ya)縮（TVR）以及蒸(zheng)(zheng)(zheng)汽機械再壓(ya)縮（MVR）等。
3、多效蒸發（MEE）
多(duo)效蒸(zheng)發(fa)(fa)是多(duo)個蒸(zheng)發(fa)(fa)器串聯運行，每一(yi)階(jie)段產生的(de)蒸(zheng)汽用做后(hou)一(yi)蒸(zheng)發(fa)(fa)器的(de)加熱蒸(zheng)汽使用。但(dan)其相(xiang)對多(duo)級(ji)閃蒸(zheng)，結垢較為嚴重(zhong)。
4、多級(ji)閃蒸（MSF）
多級閃(shan)蒸是(shi)將熱鹽(yan)水(shui)引入(ru)閃(shan)蒸室后過熱而(er)急速的(de)(de)部(bu)分氣化，從而(er)使熱鹽(yan)水(shui)自身的(de)(de)溫度降低，所產生的(de)(de)蒸汽冷凝(ning)后即為(wei)所需的(de)(de)除鹽(yan)水(shui)。
多(duo)級(ji)閃蒸法不(bu)僅(jin)用(yong)于海水(shui)淡(dan)化，而且(qie)已廣泛用(yong)于火力發電廠(chang)、石(shi)油化工廠(chang)的(de)鍋爐供水(shui)、工業(ye)(ye)廢水(shui)和礦井苦咸水(shui)的(de)處理與(yu)回(hui)收，以及印染工業(ye)(ye)、造紙(zhi)工業(ye)(ye)廢堿液(ye)的(de)回(hui)收。
5、蒸汽熱力再壓縮(suo)（TVR）
蒸(zheng)(zheng)汽(qi)熱(re)力再壓縮是將沸騰室的蒸(zheng)(zheng)汽(qi)壓縮到加(jia)(jia)熱(re)室上，能(neng)力被(bei)加(jia)(jia)到蒸(zheng)(zheng)氣上，使蒸(zheng)(zheng)汽(qi)能(neng)夠用于再加(jia)(jia)熱(re)。
6、蒸汽機械再壓縮（MVR）
蒸汽(qi)(qi)機(ji)械(xie)再壓縮是在TVR的(de)基礎(chu)上，二(er)次蒸汽(qi)(qi)通過壓縮機(ji)的(de)絕熱(re)壓縮作(zuo)用，提高了壓力和飽和溫度(du)，再把(ba)壓縮后的(de)蒸汽(qi)(qi)引入(ru)到蒸發器管外加熱(re)物料(liao)，整個系統(tong)的(de)輸入(ru)功(gong)只(zhi)有壓縮機(ji)的(de)電功(gong)，節能效果顯著(zhu)。
