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膜分离技术在电镀、印染、造纸等工业废水治理中的应用及发展

http://www.water.hc360.com2017年06月29日08:46 来源:环保创业邦作者:李瑞玲 高小娟T|T

    慧聪水工业网 工业废水的治理与排放一直受到国家的重点监控。工业生产过程中既需要大量的新鲜水,又会排出夹带重金属、有毒化学品、酸碱、有机物、油类、悬浮物等有毒有害物质的大量废水。与市政污水相比,工业废水具有成分复杂、浓度高、环境毒害性大,牵扯行业众多等特点,导致治理难度巨大。据统计,2015年,我国工业废水排放量为199.5亿吨,占废水排放总量的27.1%;工业废水处理量达444.6亿吨,治理设施处理能力达2.5亿吨/日,年运行费用为685亿元。

    近几年,尤其是2010年后,作为一种新型的分离技术,膜分离技术既能有效脱除废水的色度、臭味、去除多种离子、有机物和微生物等,又能回收一些物质,在工业废水的深度处理和中水回用中得到了全面、快速的应用与发展。

    据调查,膜技术在电镀、印染、造纸、垃圾渗滤液、电力行业都得到了快速的发展。本文将结合笔者的调研,与大家详述膜在工业废水上述5个细分领域的发展与应用情况。

    电镀及PCB重金属废水治理膜应用率约70%

    电镀是重金属废水排放的重点行业。我国电镀企业量大面广,据不完全统计,规模上企业数量约15000家。近几年随着各地区政府对重污染企业的整治,电镀企业数量有减少的趋势,且主要聚集在电镀园区。

    作为国控企业,电镀企业废水治理一直受到重点关注。调查发现,2000-2010年之间,已经投运的电镀污水处理技术多为化学沉淀法,膜的市场应用率约20%-30%。而在2008年,环保部发布了《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)(以下简称《标准》),提出了敏感地区实施更加严格的表3标准。与欧盟部分国家表面处理废水排放浓度限值比较,《标准》中金属污染物排放标准严格程度均处于中上游水平,而化学需氧量、磷等非金属污染物几项指标由于列入地表水体污染物排放总量控制也较严格。执行新《标准》后,COD、氨氮、总氮、总磷等生化指标由于废水生化性比较差,常规的化学沉淀加AO或A2O工艺无法处理,是超标的主要的因子,同时铜、镍也是超标的主要重金属因子。

    同时,在国家重点监察重金属废水治理的背景下,电镀企业必须采取清洁生产措施,增加中水回用。在此情况下,多数企业增加了膜法深度处理工艺,以实现达标排放和中水回用的目的。到2013年,环保部又发布了《电镀污染防治最佳可行技术指南(试行)》(HJ-BAT-11),大力推行膜法处理工艺。自此之后,膜在电镀废水治理领域的应用开始迅速推广。对电镀废水治理的企业新大禹、威士邦、海拓环境调查发现,目前膜在电镀行业的市场应用率约70%左右。

    广东新大禹是我国最早专注于电镀废水处理的公司(上世纪90年代),虽然不是膜生产企业,但是其工艺路线或工程中多数采用了膜技术。目前新大禹在华南电镀废水治理及运营市场中占有率第一,年营业收入2-3亿元,在华南、华东、西南等地具有较强的竞争力。而江西金达莱以JDL重金属污水处理技术为核心,在PCB重金属废水治理中已成为行业第一,2015年营业收入达5亿元。威士邦(厦门)环境科技有限公司是一家贯穿膜产业链的高科技企业,在广东、福建、江苏等地开拓了电镀园区及企业的废水处理市场。海拓环境是目前国内最大的电镀园区废水治理运营服务商,已承接了50多个大中型电镀园区的运营服务,2015年营业收入超2亿元,目前逐渐从运营向工程布局。

    印染废水治理膜应用率达50%

    2015年,全国规模以上印染企业近1900家,95%以上产能主要集中于东南沿海五省。在我国工业行业中,纺织工业的排污量排在第4位。其中,印染是纺织工业的主体,其废水占纺织的80%,并在工业废水总排放量中占比14%,但废水回收率却只有7%。

    印染行业是我国重点整治的十大重污染行业之一。2008年,国家发改委发布《印染行业准入条件》;2012年,环境保护部和国家质检总局联合修订发布了《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012);2015年,结合纺织园区实际情况和水污染物间接排放控制的调整需求,又发布了《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)修改单;2015年,“水十条”发布,印染行业更是面临着极大的节能减排压力。与此同时,国家不断提高企业用水限额,以及高耗水带来的高额成本费用,催生了印染企业升级改造的内在动力。

    同时,印染废水作为国内外难处理的工业废水之一,传统的“物化+生化+物化”处理工艺,二级处理出水水质难以达到排放及回用标准的要求。膜处理技术因其工艺过程简单、处理过程无二次污染、出水水质优良等显著优势,逐渐成为印染企业废水处理新建及改造项目中不得不考虑采用的达标技术,大大带动了膜技术在该领域市场的开拓和发展。据了解,目前膜技术在纺织印染行业中的应用主要体现在印染废水处理及回用、退浆废水PVA(聚乙烯醇)浆料回收、碱减量废水中PTA(精对苯二甲酸)回收、洗毛废水中油脂回收、染料生产中染料回收及脱盐等方面,其中,以废水深度处理和回用环节的应用最为广泛。

    在对浙江开创、杭州天创、厦门威士邦、杭州上拓等企业的调研发现,从2007、2008年起,膜技术开始在纺织印染行业推广应用,目前在该行业中的市场应用率已达50%左右,未来随着环保形势日益严峻,“十三五”期间该比例有望进一步增加。其中,新三板企业——浙江开创凭借其拥有的从膜材料研究、膜产品生产、膜装备制造到膜工程应用等一整套膜分离技术体系以及一系列关键技术,在印染、造纸、石化等废水的治理及回用领域取得多项专利,目前在印染行业的回用技术及市场占有率已排在全国第一位,公司的“双膜法”(超滤+反渗透)工艺在诸多印染废水处理建设或改造项目中得到运用。

    造纸废水处理膜应用率约30%

    造纸行业是一个高耗水、高污染的工业行业,其用水量居我国5大高耗水行业之首。总排水量仅次于化工余钢铁行业,位居工业行业废水排放量的第3位,COD排放量达全国工业COD排放总量的三分之一。造纸废水污染治理不仅成为行业乃至全社会关注的热点,而且也成为制约造纸企业生存与发展的关键。

    2008年6月,国家环保部颁布《制浆造纸工业废水污染物排放标准》(GB3544-2008),其中COD、BOD、SS排放指标较上一版标准排放限值降低76%、90%、88%,并增加色度、氨氮、总氮、总磷和AOX等排放指标要求。2015年,“水十条”发布,专项整治十大重点行业中,造纸行业居首。2016年12月,《关于开展火电、造纸行业和京津冀试点城市高架源排污许可证管理工作的通知》印发,要求各地于2017年6月30前,完成企业排污许可证申请与核发工作。标准趋严、政策推动,废水深度处理回用,进而实现封闭循环和零排放,成为造纸行业生存发展的必然选择。

    在此背景下,以生化处理为主体的三级处理技术逐渐成为行业主流工艺,其中膜处理凭借其在大多数情况下对色度、SS和AOX的去除率可达90%的显著效果,也逐渐应用于新处理工程建设和原有工艺升级改造的三级深度处理中。

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