摘要：工业废水与生活水污染相比，处理工序要复杂得多，要实现零排放更是难上加难。实现废水零排放在我国水处理技术上还存在较大的难度。相关资料显示我国节能环保领域水处理的运营环境比较成熟，但是针对工业废水“零排放”的处理，目前国内普遍使用的还是传统的蒸发结晶技术，用该传统技术处理工业废水，成本高投资大，工艺也相对不是很完善，很少有企业能够真正实现废水的“零排放”。本文就如何研发工业废水及废液“零排放”的综合解决方案展开研究，意突破工业废水处理的技术难题，为工业企业实施废水零排放建立良好的示范效应。
关键词：工业废水；工业废液；零排放；综合解决方案
工业废水是指工业生产过程中产生的废液和废水，其中含有大量随水流失的污染物。我国国民经济的快速发展，带动了工业领域的迅速发展，工业废水的数量和种类迅猛增加，对水体的污染也越来越严重，污染范围也越来越广泛，直接给水体环境和人类的安全以及健康带来严重的威胁。环境保护已经成为一个日益严峻的课题，在环境保护的要求下，比城市污水更为重要的就是工业废水的处理。同时，困扰工业企业的最大问题也是工业污水的排放。国务院印发《水污染防治行动计划》（简称“水十条”）计划提出到2020年，全国水环境质量必须得到阶段性改善。相比较而言，工业污水的处理要比城市生活水污染处理复杂得多，因为工业废水各种工业盐分含量复杂、有机污染物含量较高，对环境的危害远高于城市生活污水，同时因为污染治理的成本很高，导致环保监管也会比较困难。下文将就如何研发工业废水及废液“零排放”综合解决方案的角度展开论述，为行业提供一些有价值的参考。
一、研发目标
本案针对工业废水及废液“零排放”综合解决方案的研究将具备完全的自主知识产权，通过试验研究开发通过有机组合高级氧化、膜分离和蒸发浓缩等核心技术工艺，形成工业废液“零排放”综合解决技术方案。同时，也将大力引进和吸收国内外先进的装备制造技术，通过消化吸收后的再创新来研发标准化设备，最终形成工业废液“零排放”综合解决方案。
二、技术路线
工业废液“零排放”综合解决方案主要有前处理、膜分离和蒸发浓缩三个工艺模块。技术路线如图1所示：
图1 工业废液“零排放”综合解决方案技术路线图
根据本案的研究成果，结合行业技术发展和市场需求情况，前处理、膜分离和蒸发浓缩三个工艺模块各自拥有属于自己的核心工艺。前处理模块的核心工艺为电化学、基于UV应用的AOP、基于O3应用的AOP、MBR；膜分离模块的核心工艺为MF/UF/NF、叠片膜、振动膜、RO；蒸发浓缩模块的核心工艺为热泵、MVR、TVR。
三、研发任务分解
本案的研发工作分为理论准备、工艺比选、试验研究、工艺集成、样机试制、设备制造、调试运行、包装推广等八个阶段。各个阶段都有其对应性的工作内容，分别如下。理论准备阶段主要是通过文献调查掌握国内外技术进展情况，找准研发方向，预测研发工作的重点和难点。及时关注政策法规导向，了解市场动态，确保研发方向负荷政策法规导向及市场发展需求。同时积极联系在本项目核心工艺相关科研领域的强势科研单位和院校，寻求理论支持和合作机会。工艺比选阶段主要是对各工艺模块的核心工艺进行比选，比较各工艺间的优劣及工业废液处理适应性，进行技术经济研究。试验研究阶段第一阶段是对核心工艺进行小试、中试研究，进行标准化设备的研发；第二阶段试根据不同废水的工艺流程图进行实验研究，确定特定废水或废液“零排放”总体目标的工艺参数。工艺集成阶段主要是针对不同废水或废液，对各工艺模块进行集成衔接，形成工艺流程图。样机试制阶段主要是进行样机设计、制造和调试试验，在试验的基础上对设备和功能件空间布置、管线、电器、控制系统等项目进行优化改进。设备制造环节主要是就核心工艺单元标准化设备设计，制造和安装，同时针对不同废水将标准化设备进行集成组合，形成“零排放”综合解决方案一体化设备。调试运行阶段主要是针对设备试车，调试运行参数，优化控制系统。包装推广阶段主要是设备包装和宣传并向市场推广。
四、研发工作分工
针对不同阶段，需要进行详尽的研发工作的分工，确定具体的分工及牵头单位，以及相应工作的配合单位。理论准备阶段的主要工作内容是文献调查、政策法规和市场调查，主要的工作形势是查阅文献、网上查询、参观展会以及考察学习，牵头单位的主要任务是组织开展工作和整理成果，协助单位的任务是文献数据库支持和整合理论支撑资源。工艺比选阶段的工作内容是比选核心工艺，主要工作形式是技术讨论与交流，牵头单位的任务是提出议题、组织会议、整理会议成果，协助单位的任务是参与技术泰伦并且提供咨询建议。实验研究阶段的工作内容是O3高级氧化技术中试试验（试验重点：药剂投加量及投加方式、曝气布置、水深等工艺参数；O3发生器比选；反应器形式；装置设计。）、电化学高级氧化试验（试验重点：工艺参数；阳极材料；电源比选；反应器形式。）、UV高级氧化试验（试验重点：UV灯比选；灯的布置；反应器形式；药剂投加量及投加方式；反应器加压。）、膜分离技术试验（试验重点：设计参数、工艺运行参数。）和蒸发浓缩试验（试验重点：换热面积、换热量计算；工艺比选；设计计算；设备研发和样机制造。），主要工作形式是现场实验和实验室实验，牵头单位的任务是编写实验方案、提出设备要求、安排试验人员、开展现场实验、实验检测分析和数据分析总结，协助单位的任务是试验装置的制造和安装、设备采购与安装、劳务协助。工艺集成阶段的工作内容是对各工艺模块进行集成衔接，并且进行一体机设计，主要工作形式是技术讨论，牵头单位的任务是提出议题、组织会议和整理会议成果，协助单位的任务是参与技术泰伦并且提供咨询建议。样机试制阶段的工作内容是样机设计、制造和调试试验以及优化改进，主要工作形式是设计、制造和安装、试验和优化改进，牵头单位的任务是全程进行设计和试验以及优化改进，协助单位的任务是参与调试、提出优化意见、协助设计以及设备的比选和供应。设备制造阶段的工作内容是设备设计、制造和安装，主要工作形式就是设计、制造和安装，牵头单位的主要任务是设备的设计、制造和安装，协助单位的任务是协助设计以及协助设备比选与供应。调试运行阶段的工作内容主要就是设备的调试，主要工作形式负荷试车，牵头单位的主要任务就是调试相关设备，确保设备能够正常运行，协助单位的任务是参与调试并且提出优化意见。包装推广阶段的工作内容是包装与推广，主要工作形式就是设计宣传，牵头单位的任务是进行适当的宣传设计和推广投入，协助单位的任务就是协助进行宣传和 推广。
五、研发工作进展及现阶段成果
本案所涉及的理论准备以及工艺比选工作，都已经按照正常的部署顺利开展，而且已经取得初步结论。在此基础上有条件的开展下一步试验研究工作，将会事半功倍。
六、存在问题及下一步工作建议
本案具体研究工作开展以来，存在专业人员配备不齐的主要症结，由于蒸发浓缩系统是工业废液“零排放”综合解决方案的核心工艺，蒸发浓缩系统设计、计算、安装、调试等工作专业性强，急需引进空调暖通、化工工程（设备）等专业人员配合。提高蒸发浓缩系统的设计、计算、安装、调试等工作效率和水平，极大有利于项目整体的研发效率。
结语
国家能源局发布《关于规范煤制燃料示范工作的指导意见》(第二次征求意见稿)(以下简称《指导意见》)提出量水而行、最严格环保标准、节能高效、科学布局、自主创新等5项原则。在诸多环保要求中，工艺废水全部回收利用可谓切中行业要害。国家能源局称，这是国内首次对全行业提出废水零排放要求，远高于石化、火电等行业标准。而监管机构还将对落实《指导意见》的情况进行监督管理，会同有关部门进行不定期抽查和检查。因此，本案的研究具有极其重大的现实意义，也将为国内工业企业在工业废水废液“零排放”领域发挥极为积极的作用。
论文作者:兰文青,邓艺
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/3
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