污水處理之廢水零排放技術(shù)和零排放技術(shù)公司

發(fā)布時間:2016-08-03   來源:GWI

  零排放(zeroliquid disge) ZLD是一個熱詞,但是什么是零排放呢? GWI為大家解釋一下國際上通用的零排放技術(shù),以及市場應(yīng)用情況,和擁有較成熟的零排放技術(shù)的公司。

  準(zhǔn)確的說,“液體零排放”在國際水務(wù)行業(yè)更多地是指零排放技術(shù),也就是高效的廢水回收技術(shù),常說的零排放技術(shù)一般包括濃鹽水濃縮技術(shù)(常指蒸發(fā)器)和結(jié)晶技術(shù)等。

  技術(shù)流程

  一個典型的零排放流程一般如下:

廢水零排放

圖片來源:GWI

  技術(shù)介紹

  1. 高效反滲透 High recovery Reverse Osmosis (HERO)

  這是一項專利技術(shù),通過預(yù)調(diào)節(jié)進水使其在高pH下操作從而提升回收率(85-95%)、同時減少結(jié)垢、堵塞以及清潔頻率的專利RO工藝。HERO使用傳統(tǒng)的RO膜并很好地適用于含有高濃度生物污染物或結(jié)垢物(如硅)。它在很多情況下無法取代傳統(tǒng)RO,但可以作為不同的水處理,如冷卻塔排污水的互補方式,或作為ZLD工藝的一個部分。

  優(yōu)勢:

  ? 處理有高結(jié)垢和堵塞可能的污水

  ? 高水回收率

  劣勢:

  ? 在高pH下運作

 ??? 高化學(xué)品消耗(離子交換再生)

  2. 鹽水濃縮器 brine concentrator

  鹽水濃縮技術(shù)一般都是蒸發(fā)器,主要有兩個分類:降膜蒸發(fā)器(VTFF)和強制循環(huán)蒸發(fā)器。

  在降膜蒸發(fā)器中,含鹽污水或液體被泵送到一系列垂直管的頂部,并以薄膜的形式從管內(nèi)部下降。這些液體從管外的蒸汽中吸收熱量,一部分水被蒸發(fā)。蒸汽和濃縮液之后進入氣/液分離室,蒸發(fā)器中釋放的蒸汽被機械壓縮再次壓縮并回用。在用作鹽水濃縮器的晶種法VTFF中,通過在循環(huán)液體中保留額外的硫酸鈣晶種來預(yù)防蒸發(fā)管中的結(jié)垢。這些晶種作為污垢優(yōu)先沉積的晶核,從而污垢不會在熱交換表面上形成。由于蒸發(fā)器液體中的固體濃度升高,為了之后的濃縮或排放,一小股排污水會被去除。

  強制循環(huán)蒸發(fā)器把加熱后的鹽水泵送到低壓分離室中,其中的水被快速蒸發(fā)并收集,同時濃縮鹽水在系統(tǒng)中循環(huán)。為了預(yù)防系統(tǒng)中結(jié)晶,循環(huán)比較大。

  蒸發(fā)器需要大量能量,通常用于排放選擇較少或有零液體排放要求的地方。高質(zhì)回收蒸餾水可以回用作補充水。

  除了傳統(tǒng)的蒸發(fā)器之外,也有一些濃鹽水濃縮的新興技術(shù),比如美國Oasys公司利用正滲透膜的膜鹽水濃縮器(membranebrine concentrator) 也正在被應(yīng)用到零排放的項目中。

  正滲透是一種依靠不同濃度的水之間自然的擴散的膜工藝。濃縮的“驅(qū)動溶液”把水流吸引透過FO膜使其稀釋,而不需要額外的壓力。溶質(zhì)之后一般通過加熱被分離并回收以回用。

  Oasys的膜鹽水濃縮裝置(MBC)運用了FO,使用專利的膜和驅(qū)動溶液處理高含鹽量污水,包括RO濃水和有很高結(jié)垢和堵塞可能的工業(yè)污水。熱解的驅(qū)動溶液使用了揮發(fā)性的溶質(zhì)專利,可以在僅輸入少量額外熱量的情況下蒸發(fā),幫助減少總能量需求。

  優(yōu)勢:

 ?。?可處理高含鹽量、高污染污水

  ? 節(jié)能的驅(qū)動溶液回收

  ? 消除對熱鹽水濃縮裝置的需求

  劣勢:

 ?。?回收驅(qū)動溶液需要額外的能量輸入

  3. 結(jié)晶器 thermal crystallizer

  結(jié)晶器是用于通常需要高固體濃度或結(jié)晶化的應(yīng)用領(lǐng)域的強制循環(huán)蒸發(fā)器。循環(huán)液體在壓力下通過泵在壓力下穿過熱交換器,防止沸騰和隨后在管中的結(jié)垢。這些液體隨后進入一個分離室,在一個稍低的壓力或部分真空下操作,使得水發(fā)生急速蒸發(fā),水中產(chǎn)生結(jié)晶。結(jié)晶器被用于化學(xué)生產(chǎn)和在零液體排放流程的最后進一步濃縮鹽水濃縮器的排出水。這個流程是耗能的,并且只可能用于對濃縮污水的排放有嚴格標(biāo)準(zhǔn)的地方。最后的產(chǎn)品會被送往壓濾器或相似裝置,在排污前進一步降低污水體積。

  國際零排放技術(shù)領(lǐng)先公司

  國際上,零排放技術(shù)市場份額最大的主要為如下三家公司:GE, 威立雅以及阿奎特(Aquatech)。

  下圖是三家公司自從2000年來在蒸發(fā)器市場的國際份額:

圖片來源:GWI

  GE

  由于世紀之交的幾項并購,GE水處理成為工業(yè)水處理市場的領(lǐng)導(dǎo)者之一。它同時也是僅次于Nalco的工業(yè)水處理化學(xué)品巨頭,它的傳統(tǒng)品牌Osmonics、Ionics和Zenon Environmental使得它擁有強大的反滲透系統(tǒng)、電去離子和超濾膜產(chǎn)品系列。Ionics是電滲析(ED)的先驅(qū)者,因此GE是電滲析反轉(zhuǎn)技術(shù)的全球市場領(lǐng)袖,也是全球濾芯式過濾器最大的供應(yīng)商之一。

  GE Water占據(jù)了發(fā)電業(yè)水處理設(shè)備的領(lǐng)導(dǎo)地位。它是北美發(fā)電業(yè)可移動用水處理市場的領(lǐng)導(dǎo)者,也可能是全球市場的領(lǐng)導(dǎo)者。在2005年通過收購Ionics之后,GE Water開發(fā)了許多發(fā)電業(yè)零排放的項目業(yè)績,因此領(lǐng)先于Veolia和Aquatech。

  威立雅

  威立雅水務(wù)技術(shù)在許多國家的工業(yè)市場擁有非常強大的市場地位。它是全球最大的用水和污水處理廠商,它大量的各種技術(shù)可以應(yīng)用于幾乎所有行業(yè)的用水和污水處理需求。為了提升它在工業(yè)市場的進一步發(fā)展,威立雅正致力于把威立雅水務(wù)技術(shù)的工業(yè)部分從市政部分分離,并使其更接近威立雅運行業(yè)務(wù)的工業(yè)運行部分。

  盡管這家公司為許多工業(yè)終端用戶服務(wù),但它特別專注于六個行業(yè):油氣開采、采礦、食品飲料、發(fā)電、制藥和金屬。實際上,在采礦業(yè),威立雅設(shè)定了一個雄心勃勃的目標(biāo),2020年前來自這個行業(yè)的收入翻番。它正尋求發(fā)展針對采礦業(yè)的技術(shù),如資源回收和尾礦池管理,以此獲得競爭拉丁美洲和非洲近期的OM、BOT訂單的優(yōu)勢。威立雅通過在2013年十一月收購地區(qū)性公司Proactiva強化了在拉丁美洲的地位,但是從采礦業(yè)入手它可以在這個地區(qū)獲得更多機會。在與GE Water競爭的領(lǐng)域,通過子公司HPD獲得了零液體排放(ZLD)技術(shù)。

  在高回收率脫鹽市場,威立雅把它的OPUS技術(shù)推廣為GE和Aquatech的HERO系統(tǒng)的替代品,在油砂領(lǐng)域已獲得成功。另外,它在加拿大油砂開采業(yè)已建成若干蒸發(fā)器來處理蒸汽輔助重力泄油工藝的采出水,成功繞開了GE關(guān)于蒸發(fā)器中二氧化硅管理的專利。

  阿奎特Aquatech

  Aquatech公司是一家美國公司,其創(chuàng)辦人Sharma家族則來源于印度,因此該公司與印度緊密聯(lián)系。Aquatech在工業(yè)脫鹽領(lǐng)域和GE以及威立雅一樣是行業(yè)領(lǐng)袖。 Aquatech由于可以把技術(shù)整合為可使工業(yè)終端用戶達到零液體排放(ZLD)和循環(huán)用水的解決方案而知名。這家公司由于加拿大油砂萃取和美國頁巖氣的興起而得益:啟動了各種采出水處理的模塊化和可移動解決方案。大部分被Aquatech整合進解決方案的技術(shù)是專利技術(shù):這家公司甚至通過子公司QUA Group開發(fā)了一套新的電去離子(EDI)系統(tǒng)叫作fractional EDI,來繞過一些競爭對手擁有的專利。

除了上述三家企業(yè)之外,蘇伊士、IDE等眾多公司也在零排放領(lǐng)域競標(biāo)項目。

  IDE Technologies

  以色列IDE公司,專長于脫鹽工藝(膜技術(shù)和熱技術(shù))。由于是一家以色列公司,IDE無法參與海灣地區(qū)更大的脫鹽訂單的競爭:因此,IDE專注于工業(yè)脫鹽(盡管通過組件脫鹽單元沒有完全放棄市政市場)和其他國家(印度、中國、美國、加拿大)。

  IDE基本是一家系統(tǒng)整合商,整合解決方案的技術(shù)不都是專利。但是,IDE是熱處理技術(shù)的主要供應(yīng)商,尤其是多效蒸餾(MED)和機械蒸汽壓縮(MVC)工藝。實際上,IDE克服商業(yè)難題的另一個辦法是技術(shù)創(chuàng)新。最好的例子是有兩種特性的蒸發(fā)器:和市場上的其他蒸發(fā)器不同,它是水平的而不是垂直的,使得它更易操作;運載蒸汽的管道是陶瓷制的而不是鈦制的,降低了成本。

  由于擁有強大的熱處理技術(shù),IDE Technologies進入了采出水處理市場(頁巖氣和石油),以及加拿大的蒸汽輔助重力泄油(SAGD)工藝來提取油砂。在這兩個市場中,IDE旨在幫助石油公司生產(chǎn)蒸汽并處理采出水,有時達到零液體排放(ZLD)階段。其他IDE的目標(biāo)市場是發(fā)電業(yè)和采礦業(yè)。這些工業(yè)污水處理市場由于需要復(fù)雜的解決方案而吸引了IDE,IDE對他們擁有的專業(yè)技術(shù)能力充滿自信。

      關(guān)鍵詞: 污水處理,零排放,節(jié)能環(huán)保

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