工业废水“零排放”变现实 南工大膜技术破解
慧聪水工业网 “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技术科学团队展现的工业废水零排放技术。
“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。
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