我國工業廢水深度除鹽回用技術獲突破

2026-04-16 03:23:09

6月3日~5日，2019年第十二屆國際水處理展覽會在國家會展中心（上海）舉行。上海宏濟水業科技有限公司在展會上舉行新品發布會，隆重推出新一代工業廢水深度除鹽回用產品——EX係列電吸附模塊。這標誌著我國工業廢水深度除鹽回用技術獲重大突破。這款新產品也成為本屆展會一大亮點，並受到國內外廠商的青睞。

　　電吸附技術國際工作組委員、上海宏濟水業公司董事長孫曉慰博士在發布會上介紹，該產品自2018年生產出第一台樣機後，先後經過實驗室小試、項目中試和小批量工程應用。與原先的E+係列電吸附模塊相比，EX係列電吸附模塊通過電極材料的改進、產品結構的優化，一舉打破了E+係列模塊間歇式產水的瓶頸，實現了連續產水，其主要性能指標（如除鹽率、產水率、噸水投資成本、噸水運行成本、產品占地麵積等）得到了極大提升。

　　經過小批量工程應用的統計數據，在同等條件下，EX係列產品的生產成本可降低45%左右、運行能耗可降低50%左右、占地麵積也可節省55%以上。

　　電吸附技術國際工作組委員、清華大學環境學院梁鵬副教授表示，我國是水資源最匱乏的國家之一。工業用水總量占據我國用水總量的35%，大量的工業用水加劇了我國水資源短缺。近年來，我國先後出台了一係列工業節水減排政策，很多高耗水企業開始著手對自身的外排汙水進行深度處理後進行回用，以降低新鮮水用量與廢水排放量，取得了一定的節水減排成效。2019年國家發改委、水利部聯合發布《國家節水行動方案》，對我國工業節水減排提出了總體目標和“大力推廣節水工藝與再生水回用改造，促進高耗水企業加強廢水深度處理和達標再利用，積極推行水循環梯級利用”等具體措施。

　　梁鵬表示，電吸附技術又稱電容去離子技術，通過在電極兩端施加較低電壓，溶液中陰陽離子在電場下分別向正負極移動，並聚集在電極表麵的雙電層上而實現鹽的去除。從20世紀60年代，美國俄克拉荷馬大學的Blair和Murphy首次提出CDI理念至今，隨著電極材料的不斷發展，該技術研究受到越來越多的重視，並逐步應用於實際生產中，主要包括工業廢水處理回用、水質淨化、海水淡化、特種分離等。

　　20世紀90年代，加利福尼亞州的勞倫斯·利佛莫爾國家實驗室、MarkAndelman等進行了除鹽試驗的中試工作，取得了較好的試驗效果。突破了電極材料的選擇及電極結構設計的核心技術；本世紀初，SangHoon等建立了電吸附模型，研究了電吸附模塊的吸附潛能，並對模塊的設計參數和運行中的操作條件進行了研究。Wegemoned等建立了一套實驗室模型，用該模型處理TDS為1000mg/L的工業循環冷卻水，出水TDS達到10mg/L。該領域研究論文已由2000年的2篇/年上升至2018年的300餘篇/年，受到多方關注。

　　與高壓膜分離、熱蒸發等脫鹽技術相比，電吸附技術具有適用範圍廣、耐受性強、產水率高、運行簡單、無二次汙染等優勢，在特定條件下具有較好的脫鹽性能。非常適用於高鹽、高硬、高COD廢水的深度除鹽回用。

　　同時，電吸附技術在儲能、海水淡化、苦鹹水淨化等領域的優勢也比較突出，推進該技術的研發與產業應用，對我國能源產業、水環境優化、工業廢水處理、居民用水健康等具有重要意義。

　　此外，電吸附技術在工業、市政和民用廢水，以及工業冷卻塔用水的回收再利用方麵，有著良好的應用前景。可處理生成民用高質量飲用水，具有廢水率低、軟水功能好的特點，尤其是在選擇性去除有毒、有害物質方麵，有著其他水處理技術無法比擬的優勢。

　　但目前，國外對該技術的研究應用尚處於實驗室研究與小規模工業化應用階段，我國電吸附技術的研究與工業化應用發展較快。

　　孫曉慰博士介紹，工業廢水深度處理的關鍵環節和難點是除鹽技術產品，當前除鹽技術以膜技術為主。工業廢水具有水質成分複雜多變、水量波動幅度大、汙染性強等特點，而膜技術對進水指標要求極為嚴格，而且在處理回用過程中需要添加大量藥劑，成本高昂而且容易造成二次汙染，在很大程度上製約了廢水深度處理回用規模的擴大。長期以來，國外知名企業在我國的反滲透市場占據壟斷地位。傳統的除鹽技術並不適用於高鹽高硬高COD等複雜水質廢水的深度除鹽回用，高硬、高鹽工業廢水的除鹽是工業廢水資源化利用的難點，也是製約我國工業廢水高價值資源化回用的瓶頸。

　　據介紹，從本世紀初開始，愛思特水務科技有限公司、江蘇源遠水業科技有限公司、上海宏濟水業科技有限公司等企業以電極材料、電吸附係統控製和集成應用為基礎，在水深度處理、工業廢水回用領域建有工程項目。近年來，以清華大學、南京大學、華東理工大學、大連理工大學、北京科技大學、北京化工大學等為代表的科研院所在電吸附技術研發方麵也取得了顯著成果。

　　在電吸附技術研發與工業化應用方麵，上海宏濟水業公司一直處於國內外的領先水平。近20年來，從第一代電吸附裝置到第八代EX電吸附模塊的研發成功，上海宏濟水業公司已擁有電吸附“材料技術、設備製造和工程應用集成”三位一體的完全自主知識產權，可為用戶提供係統化、專業化、一體化的節水減排綜合解決方案。目前，公司已經在廢水處理難度較高的鋼鐵、電力、石化、化工、煤礦、市政等眾多領域建立了一係列示範工程，節水減排效益顯著。2018年建成的某石化公司日處理規模10000 噸的煉油廢水深度處理回用項目，每天回用廢水為 9000 噸，每年可減少汙水排放 300 萬噸，減少調取新鮮水280萬噸。2017年建成投產的某鋼鐵集團冷軋廢水深度處理回用項目為日處理廢水規模5000噸、日回用水量為4500噸，每年可減少汙水排放200 萬噸，減少調取新鮮水180萬噸。2018年升級改造的內蒙古某電力有限責任公司綜合汙水近零排放處理工程為日處理能力 15000噸、日回用水量為 135000 噸、每年可減少汙水排放 500 萬噸、減少調取新鮮水為 450 萬噸。

　　孫曉慰博士表示，目前，上海宏濟水業科技有限公司的EX係列電吸附膜快已開始量產。對工業企業來說，將外排汙水使用EX係列電吸附係統進行廢水除鹽回用，一次性投資費用加上運行成本支出，遠低於企業自身取用新鮮水水費和排汙費用。既能實現節水減排的目標，又能降低企業用水成本，產生顯著的經濟效益和社會效益。

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