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曲久輝:下一代工業廢水處理廠應該是外化與資源化的循環工廠(轉自工業水處理)
2017-02-27 05:14:56

  日前,曲久輝院士在談及下一代水處理廠的技術愿景時,提出三個觀點:即下一代飲用水處理廠應該是水質安全和健康的工廠,下一代污水處理廠應該是能量與物質回收的高質工廠,下一代工業廢水處理廠應該是外化與資源化的循環工廠。

  未來水處理技術和產業的愿景、方向、機遇就是六個字:低耗、循環、清潔。

  下一代工業廢水處理廠應該是外化與資源化的循環工廠。它具有一個多目標耦合的目的——要實現經濟生產,實現循環經濟,要進行全生命周期的調整。在工業廢水處理中,特別是工廠中,實現這樣的目標是極其必要的。因為一定要考慮可再生能源的經濟利潤,要考慮有用物質的高質循環。這其中第一個問題就是能量的問題。新能源或可再生能源的運用,在工業廢水處理中,它是最合適的操作。從60年代到現在,光氧化已經研究了50年,在中國利用太陽光來作為工業廢水處理的可再生能源是一個重要的技術。它可以轉化成機械能,轉化成熱能用在蒸發、脫鹽、消毒上,也可以轉化成電能,同時還可以用作很多工廠管理的需求。太陽能在工業廢水處理當中的運用在“十三五”期間應該重要推廣,并且將其變成一種工業事件。

  在工業廢水處理當中,首先要考慮水及其它有用物質的回收和循環利用,考慮全生命周期的最優化和資源的資源化、能源化。比如工業過程的自利用,回收的有機物可作為原料或者新的產品。在電鍍冶金行業中,重金屬往往含有比較高的絡合物,這些絡合物很難去除。它不是一種游離的基礎離子,同時也不是一種游離的有機物,它被氧化起來就有難度,回收起來也更難。針對如何在這樣的體系中回收,設計出了一種電化學的方法:用二氧化碳作為光陽極,用釉鋼作為陰極,這對銅、EDTA這樣的絡合物可以很好的去除。其原因就是在這樣的反應中,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,它最難被回收同時也最有毒性。之所以說最難被回收,因為廢水的PH值都在11左右,呈堿性,在堿性的情況下釋放銅離子,一定會水解成為氧化銅,而氧化銅會聚積在陽極,這會干擾反應的進行,影響電化學效率。所以在PH>11的條件下,我們在廢水中加入焦磷酸鹽(焦磷酸鹽在電鍍或者其他行業廣泛使用,而且價格便宜),就會驚奇地發現在陽極表面的氧化銅就消失了,變成了焦磷酸鹽銅的絡合物,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。在這個反應中,如果和太陽光結合起來,就可以進一步優化反應效率和反應過程,使能耗更低。這個例子說明我們能通過一些簡單的辦法,使廢水中的有用物質得到經濟和有效的回收。所以工業廢水回收、物質的循環,應該是在處理當中最核心的手段。

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

  所以未來水處理技術和產業的愿景、方向、機遇就是六個字:低耗、循環、清潔。

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