曲久辉:下一代工业废水处理厂应该是外化与资源化的循环工厂(转自工业水处理)
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  日前,曲久辉院士在谈及下一代水处理厂的技术愿景时,提出三个观点:即下一代饮用水处理厂应该是水质安全和健康的工厂,下一代污水处理厂应该是能量与物质回收的高质工厂,下一代工业废水处理厂应该是外化与资源化的循环工厂。

  未来水处理技术和产业的愿景、方向、机遇就是六个字:低耗、循环、清洁。

  下一代工业废水处理厂应该是外化与资源化的循环工厂。它具有一个多目标耦合的目的——要实现经济生产,实现循环经济,要进行全生命周期的调整。在工业废水处理中,特别是工厂中,实现这样的目标是极其必要的。因为一定要考虑可再生能源的经济利润,要考虑有用物质的高质循环。这其中第一个问题就是能量的问题。新能源或可再生能源的运用,在工业废水处理中,它是最合适的操作。从60年代到现在,光氧化已经研究了50年,在中国利用太阳光来作为工业废水处理的可再生能源是一个重要的技术。它可以转化成机械能,转化成热能用在蒸发、脱盐、消毒上,也可以转化成电能,同时还可以用作很多工厂管理的需求。太阳能在工业废水处理当中的运用在“十三五”期间应该重要推广,并且将其变成一种工业事件。

  在工业废水处理当中,首先要考虑水及其它有用物质的回收和循环利用,考虑全生命周期的最优化和资源的资源化、能源化。比如工业过程的自利用,回收的有机物可作为原料或者新的产品。在电镀冶金行业中,重金属往往含有比较高的络合物,这些络合物很难去除。它不是一种游离的基础离子,同时也不是一种游离的有机物,它被氧化起来就有难度,回收起来也更难。针对如何在这样的体系中回收,设计出了一种电化学的方法:用二氧化碳作为光阳极,用釉钢作为阴极,这对铜、EDTA这样的络合物可以很好的去除。其原因就是在这样的反应中,把EDTA这种配位体的氧化使铜能够游离出来,在阴极的表面沉结大量的铜,使铜得到回收。在冶金和电镀的废水中,氰化铜是广泛存在的,它最难被回收同时也最有毒性。之所以说最难被回收,因为废水的PH值都在11左右,呈碱性,在碱性的情况下释放铜离子,一定会水解成为氧化铜,而氧化铜会聚积在阳极,这会干扰反应的进行,影响电化学效率。所以在PH>11的条件下,我们在废水中加入焦磷酸盐(焦磷酸盐在电镀或者其他行业广泛使用,而且价格便宜),就会惊奇地发现在阳极表面的氧化铜就消失了,变成了焦磷酸盐铜的络合物,并且聚积到阴极,顺利地把铜解离出来,沉积在阴极的表面,这样就解决了在阳极表面不能够有效回收的问题。在这个反应中,如果和太阳光结合起来,就可以进一步优化反应效率和反应过程,使能耗更低。这个例子说明我们能通过一些简单的办法,使废水中的有用物质得到经济和有效的回收。所以工业废水回收、物质的循环,应该是在处理当中最核心的手段。

  最近有很多人在提工业废水的零排放、超低排放。零排放不应该是一个目的,应该是一个目标,应该是针对物质作为产品的过程的追求。所以我认为我们可以追求超低排放,超低排放应该是最大限度地减少排放的毒性。工业废水的处理技术方向首先应该是新能源的利用和自身能耗的转化,其次是对有用物质的分离和利用,另外就是超低排放技术(超低排放一定要使水回用回收以及毒性控制),做到这三点才能叫超低排放。

  所以未来水处理技术和产业的愿景、方向、机遇就是六个字:低耗、循环、清洁。