工业废水“零排放”不是神话虐爱小神父



 

“经过测试,净化后排出来的水各项指标接近自然水,对人体无害,还可以回用。”

电话那头,是-30℃的呼伦贝尔。北方药业污水处理车间内正在加紧进行调试,该公司环保部经理余晓峰痛快地告诉记者,正因为有了超滤净化系统的支撑,这个国内最大的抗生素原料药企业将能确保在3月初投产。

数千公里之外的南通经济技术开发区,又黑又臭的造纸制浆废水,正源源不断地从王子造纸公司输送到能达水务公司,经过预处理、膜过滤、蒸发结晶等工序后,化为涓涓清流和可回收利用的工业用盐和干泥。这套日处理4万吨的装备已经稳定运行3年多。

这一切的幕后功臣,都是南京工业大学膜科学团队展现的“零排放”技术。

“惯例”背后是环保与发展之争

启东,是长江入海口的小县城,这里三面环水,水产丰富。

5年前,当江苏王子制纸公司将配建一条制浆废水排海管道的消息传到启东,世代以渔业为生的老百姓,开始担心造纸制浆废水会影响生态和近海渔业养殖。

民众认为,造纸废水直排大海,污染环境、危及生态、破坏渔业资源。而在行业内,造纸制浆废水经处理后直排大海是国际“惯例”。王子公司是世界第三、亚洲第一大造纸企业,在日本国内和其他发达国家,都采用同样的工艺和处理方法。

专家表示,包括造纸行业在内的一批工业项目,尽管是达标排放,但对水环境的伤害仍然不小,长此以往必然会造成水体不堪重负。这是一场事关发展与保护、经济利益与生态效益之间的冲突。

为了帮助地方与企业走出困局,南京工业大学以徐南平院士为首的膜科学团队主动请缨,接下了造纸制浆废水“零排放”的世界性技术难题。

“制浆尾水零排放,当时国内外业界普遍认为不可能。”项目实施人、南京工业大学膜科学技术研究所教授杨刚说。

他们将要完成的任务是全天候、24小时无条件运行,将制浆废水变成可回收利用的中水、工业用盐及干泥,实现废水全量回收利用。

制浆废水“零排放”并非天方夜谭

“要实现‘零排放’,科学锁定制浆废水的成分十分重要。”杨刚介绍,由于制浆废水成分复杂,水质比课题组想像得更差。

过去,造纸制浆废水处理有三大技术障碍无法逾越:一是成分复杂,有300�600种物质,特别是含有大量的胶体物质、木质素、短纤维等,极易造成纳米级的过滤膜污染堵塞,3个月必须更换,成本极高;二是含有高浓度的有机物,使得脱水不彻底,副产盐无法结晶;三是预处理过程中的臭气难以控制,影响环境。

在对水样科学分析的基础上,团队提出了成套设计工艺。

这套装置的工艺分为预处理、膜集成和蒸发结晶3个流程,每个流程都包含着诸多复杂技术与工艺,环环相扣,缺一不可。如预处理中,科研人员采用生物膜降解技术,不仅可将臭味去除,还有效解决了过滤膜的污染堵塞难题。

膜集成是关键环节,占到处理水量的90%多。通过膜材料这个特殊的“筛子”,将大部分好水过滤出来,是实现零排放的重要保障。最终,滤出的纯水COD(化学需氧量)小于3,电导率小于150,比自来水都好。

此时,几万吨废水中还剩下几百吨高盐水需要处理。团队采取了机械再压缩蒸发结晶技术,实现了有效结晶。前来采购的精细化工厂都不敢相信,这白花花的工业盐竟然出自制浆废水。

最后剩余的干泥,含有钙、镁等成份,用在建筑工程中,实惠又安全。

3个月完成设计,6个月完成建设与安装,一年实现试运营。看似“天方夜谭”的世界级难题,攻克了!

“水环境”政策倒逼工业废水零排放

“到2020年,全国年用水总量控制在6700亿立方米以内,万元国内生产总值用水量、万元工业增加值用水量分别比2015年下降23%和20%……”

去年年底,水利部、国家发改委提出,全面实施水资源消耗总量和强度双控行动。同时,环保部即将启动造纸排污许可证制度试点。

这意味着,不管水资源消耗与污染,只求GDP增长的时代一去不复返。对地方政府和企业来说,新上造纸、制药、化工等大项目将面临更严苛的政策与技术门槛。

“我们刚签了一个比王子造纸大好几倍的项目,技术上更有挑战。”杨刚告诉记者。

这个位于湖北黄冈的晨鸣造纸厂,总投资280亿元,年产25万吨粘胶,每天排放的废水量达十几万吨。

“这个项目的制浆废水,水质更恶化,硬度高,杂质成分多。”杨刚说,因受污染限排的制约,这个大型项目变得命运多舛,正是有了王子造纸项目的成功先例,对方慕名上门求援,转机出现了。

地方政府和企业的焦虑,折射出政策倒逼的强大高压。在长江经济带和北方缺水地区,水资源取水和污水排放,都将实施更加严格的措施,缓解因地方经济总量增加而带来的水资源与水环境压力。

南通能达公司负责人表示,每吨中水运行成本约为5元,与当地工业用水价格持平,地方财政给予一定补贴后,由于售价低、水质好,这些中水已成为企业争抢的香饽饽,仅王子公司每天就引中水1.2万吨。园区每年因此可节水2000万吨,并减少向水体排放COD、BOD(生化需氧量)分别达1500吨和400吨。

 

而北方药业投产后,自备电厂需要开采大量地下水,价格在8�12元/吨。对制药废水治理后每天产生中水1万吨,每吨运行成本低于5元,原本是“赔本买卖”的污水治理反而为企业创造出可观的效益。

一项“零排放”技术不仅释放出大量的环境容量指标,还带来可观的效益。

徐南平表示,近几年的成功实践,让他们有信心解决几乎所有工业废水的处理问题,实现全部零排放。如果各地政府能够下定决心进行推广,这项技术将对中国乃至世界的水资源保护、水环境治理发挥不可估量的作用。