高盐废水资源化循环利用零排放成套工业技术与装备
admin
2022-09-17
高盐废水资源化循环利用零排放成套工业技术与装备
技术编号
SH-018
提供单位
华东理工大学
技术大类
污染控制技术
联系人
于建国
技术类型
水污染物控制技术
电话
13901619658
邮箱
jgyu@ecust.edu.cn
适用范围
煤化工,石油化工,天然气/页岩气开采
推荐单位
上海市科学技术委员会
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技术简要说明该技术开发了以三维电催化为代表的高级氧化技术和装备,形成了颗粒化高耐盐复配菌剂与多功能生物增效剂耦合的生物强化技术,构建了低成本多膜耦合浓缩技术与装备,结合分质结晶技术实现废水氯化钠、硫酸钠、硝酸钠等无机盐的资源化利用,基于钙镁资源的晶型调控与高值转化技术装备制备高长径比硫酸钙晶须、高强石膏等无机功能材料,显著提升工艺经济性,并围绕相关单元技术集成优化形成适用于不同废水的绿色资源化处理工艺。
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Technical Brief Description
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技术提供方华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心
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技术主要指标信息混盐减量化96%,产品符合对应国家标准
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商业应用情况0
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
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商业应用单位联系人/电话/邮箱
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设备投资以3600吨/天高盐废水处理规模为例,其设备投资主要包括膜浓缩装置700万,分质结晶装置1500万,反应结晶装置300万,高级氧化处理装置600万,生物处理200万,其它单元装置约300万,总投资金额约3600万元,整体装置寿命约15年。
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年运行维护费用系统正常运行时,吨水处理主要涉及的药剂耗量有32%液碱、30%浓盐酸及氯化钙。其中吨水处理消耗液碱约5 L,单项成本5元,消耗浓酸盐4 L,单项成本约1元,电耗20 kW·h,单项成本约8元,蒸发能耗单项成本约8元,氯化钙消耗10 kg,约9元,设备人工费、折旧费、修理费、管理费等约4元,吨废水处理综合成本约35元,该过程附加值产品可实现40元收入,综合收益为5元/吨废水。
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投资回收期本技术项目投资费用约3600万元,按吨水5元净收益计算,年经济效益540万,投资回收期为6.7年。
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附加效益相比于同类技术,本技术所产生的额外经济效益主要包括:节省蒸发结晶尾盐危险废弃物处置成本,约3000元/吨,增加蒸发结晶氯化钠、硫酸钠、硝酸钠产品收益,可实现平均约200元/吨的经济收益,两项综合对比即可产生3200元/吨无机盐的额外经济效益。如进一步实现钙镁资源的高值转化处理,通过硫酸钙晶须、阻燃型氢氧化镁等无机功能材料制备,可实现经济价值约10000元/吨的高附加值产品收益。 综上,依据水质组成预估,相比于传统工艺,废水中每吨无机盐约可平均实现7000元的附加经济产值,其中的产品收益达4000元,按废水浓度1%计算,即每吨废水产生约40元的产品收益,吨水处理成本约35元/吨,可实现5元/吨废水处理净收益。
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综合效益目前,现有传统高盐废水零排放工艺面临蒸发结晶过程能耗高、运行成本居高不下等问题,尤其是副产混盐因有机污染物而属于危险废弃物,其处理成本高达3000元/吨,且存在二次污染风险。本项技术在传统工艺基础上,通过低成本高级氧化、生物处理等有机物降解技术有效降低了高盐废水环境风险,采用分质结晶和反应结晶技术,结合低成本耦合膜浓缩技术实现废水无机盐的资源化回收与高值转化利用,有效提高了废水处理工艺的环境友好性与经济性。 3600吨/天煤化工高盐废水零排放工程实践结果表明,本技术可实现高盐废水混盐96%以上减量化,部分水质条件下可实现吨水5元左右的经济收益,有效支撑了高盐废水零排放处理工艺的可持续运行,具有明显的社会效益、生态效益和经济效益。
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障碍对技术转移影响等级0
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提交日期2020/12/24
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技术成熟度高盐废水处理是国家急需解决的行业性难题,目前市场上高盐废水零排放技术需求旺盛,但已有工艺技术多是传统高级氧化、膜浓缩、蒸发结晶的技术组合,生产运行成本高,缺乏关键性低成本核心技术及系统性工艺集成。本技术在电催化氧化、生物强化降解等有机污染物处理技术的基础上,结合低成本耦合膜浓缩、高盐废水分质结晶资源化及反应结晶高值转化利用技术,有效提升了高盐废水处理工艺经济性。同时,围绕相关单元操作,开发形成了电催化氧化极板材料、粒子电极、电催化氧化多相反应器、多级梯度耦合膜组件、分质蒸发结晶器、反应结晶器等核心功能材料与关键单元装备,通过系统性放大设计与工程验证已具备工业应用成熟度。同时,围绕相关工艺集成优化,形成了多目标多参数优化成套计算程序,通过DCS等现代工业过程控制技术能有效实现集成工艺的优化运行。 本技术工艺路线先进、设备运行稳定,系统集成度高,资源化产品技术成熟,技术风险小,竞争优势明显,整体技术完全具备实际工业化运作与市场推广的成熟度。
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技术适用性与使用条件该技术主要适用于能源化工、纺织、印染等行业的高盐废水处理,涵盖高级氧化、生物处理、低成本膜浓缩、分质结晶、反应转化等关键技术单元,不同应用领域需根据实际水质特征进行针对性工艺集成优化。分质结晶单元存在多效蒸发结晶与MVR等多元化技术,可结合当地能源供应情况进行优化选择。本技术涉及硫酸钠、氯化钠、硝酸钠、硫酸钙晶须、碳酸钙、氢氧化镁等系列产品,需根据当地市场需求与消纳进行产品结构调整设计。
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技术稳定性高盐废水资源化成套工业技术与装备集成高级氧化、生物处理、低成本膜浓缩、分质结晶、反应转化等关键技术单元,通过系统性的工艺集成优化实现高盐废水资源化回收利用。不同技术单元在处理范围上具有一定的交叠,且单元间存在技术互补性,集成工艺系统可调性大,具有较高的水质适应能力与产品结构可调性。同时结合调节池等常规水质波动处理手段,在实际工程运行中能有效保持系统稳定,实现对外部环境、水质体系等波动因素的抗干扰作用。
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技术安全性本技术主要服务于行业高盐废水资源化处理,不存在二次污染问题,且该技术主要涉及的盐酸、氢氧化钠等危险化学品在工业生产中普遍应用,具有完善的操作规范与应急管理机制,发生安全事故的风险低。同时,随着国家能源化工以及纺织、印染等行业发展,高盐废水已成为行业可持续发展的关键限制因素,是国家急需解决的关键行业问题,市场接受度高、系统风险小。
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技术转移推广障碍0
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知识产权转让本技术属于华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心组织完成的科技成果,具有自主知识产权,不存在任何知识产权纠纷问题。