工业废水治理难度大，膜分离技术或成新型解决方案

工业废水治理难度大，膜分离技术或成新型解决方案

工业废水处理排放一直受到国家重点监控。工业生产过程需要大量新鲜水，同时也排出大量含有重金属、毒化学品、酸碱、有机物、油类、悬浮物等有毒有害物质的废水。与城市污水相比，工业废水具有成分复杂、浓度高、环境毒性大、涉及行业多等特点，处理难度大。据统计，2015年，我国工业废水排放量为199.5亿吨，占废水总排放量的27.1%；工业废水处理量达444.6亿吨，处理设施处理能力达2.5亿吨/日，年运行费用为685亿元。

近年来特别是2010年以后，膜分离技术作为一种新兴的分离技术，不仅能有效去除废水的色度、气味，去除各种离子、有机物和微生物，还能对部分物质进行回收利用，在工业废水深度处理、再生水回用等领域得到了全面、迅速的应用和发展。

据调查，膜技术在电镀、印染、造纸、垃圾渗滤液、电力等行业得到了较快的发展，本文将结合笔者的研究，详细介绍膜技术在上述五个工业废水细分领域的发展及应用情况。

电镀及PCB重金属废水处理膜应用率约70%

电镀是重金属废水排放的重点行业，我国电镀企业数量众多、分布广泛，据不完全统计，规模以上企业约有1.5万家。近年来，随着地方政府对污染严重的企业的整顿，电镀企业数量呈减少趋势，且主要集中在电镀园区。

作为国有控股企业，电镀企业废水处理一直备受关注。调查发现，2000年至2010年间，已投入运行的电镀废水处理技术大多为化学沉淀法，膜法市场应用率约为20%-30%。2008年，环保部发布《电镀污染物排放标准》（-2008）（以下简称《标准》），对敏感区域提出了更为严格的表3标准。与欧盟部分国家的表面处理废水排放浓度限值相比，《标准》中金属污染物排放标准的严格程度处于中上水平，化学需氧量、磷等多项非金属污染物指标因纳入地表水污染物排放总量，也受到严格控制。 新《标准》实施后，由于废水可生化性差，无法采用常规化学沉淀加AO或A2O工艺处理，COD、氨氮、总氮、总磷等生化指标是超标的主要因素。同时，铜、镍也是超标的主要重金属因素。

同时，在国家重点监控重金属废水处理的背景下，电镀企业必须采取清洁生产措施，加大再生水回用。在此背景下，大部分企业都增加了膜深度处理工艺，以达到达标排放和再生水回用的目的。到了2013年，环保部发布了《电镀污染防治最佳可用技术指南（试行）》（HJ-BAT-11），大力推广膜处理工艺。此后，膜在电镀废水处理领域的应用开始迅速普及。对电镀废水处理企业新大禹、威士邦、海拓环保的调查发现，目前膜在电镀行业的市场应用率约为70%。

广东新大宇是我国最早专注电镀废水处理的企业（上世纪90年代），虽然不是膜生产企业，但其工艺路线或项目大多采用膜技术。目前，新大宇在华南地区电镀废水处理及运营市场占有率第一，年营业收入2-3亿元，在华南、华东、西南等地具有较强竞争力。以JDL重金属废水处理技术为核心的江西金达莱已成为PCB重金属废水处理的行业领军企业，2015年营业收入5亿元。威士邦（厦门）环保科技有限公司是一家贯穿膜产业链的高新技术企业，开拓了广东、福建、江苏等地电镀园区及企业废水处理市场。海拓环境是目前国内最大的电镀园区废水处理运营服务商。 承担了50余个大中型电镀园区的运营服务，2015年营业收入突破2亿元，目前正逐步由运营转向工程布局。

印染废水处理膜应用率已达50%

2015年，我国规模以上印染企业近1900家，95%以上的产能集中在东南沿海五省。在我国工业部门中，纺织行业污染排放量排在第四位。印染是纺织工业的主要环节，其废水占纺织的80%，占工业废水排放量的14%，但废水回收率仅为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，环保部、质检总局联合修订发布《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB 4287-2012）；2015年结合纺织园区实际情况及水污染物间接排放控制调整需要，对《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB 4287-2012）进行修订；2015年，“水十条”出台，印染行业面临较大的节能减排压力。 同时，国家不断提高企业用水限额，高耗水带来的高成本催生了印染企业升级转型的内在动力。

同时，作为国内外最难处理的工业废水之一，传统的“物化+生化+物化”处理工艺使得二级处理出水难以达标排放回用。膜处理技术具有工艺简单、处理过程无二次污染、出水水质优良等显著优势，已逐渐成为印染企业废水处理新建、改建项目中必须考虑的达标技术，大大促进了膜技术在该领域的发展与进步。据了解，目前膜技术在纺织印染行业的应用主要体现在印染废水的处理回用、退浆废水中PVA(聚乙烯醇)浆料的回收、碱减量废水中PTA(精对苯二甲酸)的回收、洗毛废水中油脂的回收、染料生产中染料的回收脱盐等。 其中废水深度处理及回用应用最为广泛。

根据浙江开创、杭州天创、厦门威士邦、杭州尚拓等企业的调研，膜技术自2007、2008年起在纺织印染行业开始推广应用，目前行业市场应用率已达50%左右，未来随着环保形势的日益严峻，“十三五”期间这一比例有望进一步提升。其中，新三板上市公司浙江开创凭借其从膜材料研究、膜产品生产、膜设备制造到膜工程应用的完整膜分离技术体系和一系列关键技术，在印染、造纸、石油化工等废水处理及回用领域取得了多项专利，目前在印染行业的回用技术和市场占有率已位居全国第一。 公司的“双膜法”（超滤+反渗透）工艺已在多个印染废水处理建设或改造项目中得到应用。

造纸废水处理膜应用率约30%

造纸行业是高耗水、高污染行业，其用水量位居我国五大耗水行业之首。总排水量在工业废水排放量中位居第三位，仅次于化工、钢铁行业，COD排放量占全国工业COD排放量的三分之一。造纸废水污染控制不仅成为行业乃至全社会关注的热点，也是制约造纸企业生存发展的关键因素。

2008年6月，中国环保部颁布《制浆造纸工业废水污染物排放标准》（-2008），其中COD、BOD、SS排放指标较前版标准排放限值分别削减76%、90%、88%，提高了色度、氨氮、总氮、总磷、AOX等排放指标要求。2015年，国家“水十条”出台，造纸行业位列专项整治十大重点行业之首。 2016年12月，《关于京津冀火电、造纸行业及试点城市高架源排污许可证管理有关问题的通知》出台，要求各地于2017年6月30日前完成企业排污许可证的申领和核发工作。在更加严格的标准和政策推动下，废水深度处理回用，进而实现闭路循环、零排放，已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，膜处理由于其效果显著，多数情况下可去除90%的色度、SS、AOX，已逐渐应用于新建处理项目三级深度处理和原有工艺升级改造中。据厦门威士邦、浙江开创、杭州天创等公司反馈，目前造纸废水处理膜的应用比例约为30%。杭州天创分析，膜技术将是未来造纸行业废水处理技术发展的必然趋势。采用“双膜法”工艺处理造纸废水每吨水成本约为1000元，通过节省污水排放费和自来水费，企业可在2-3年内收回项目投资，并进一步产生效益。

垃圾渗滤液处理膜应用率超90%

截止2015年，我国各城市、县区生活垃圾无害化处理能力已达75.8万吨/日，处理方式有卫生填埋、焚烧和堆肥等。目前，渗滤液处理需求主要来自垃圾填埋场和垃圾焚烧厂。渗滤液是一种黑、臭、成分复杂、COD、氨氮浓度高、难生物降解物质含量高、毒性大、水质水量变化大、性质复杂的高浓度有机废水，是目前公认的难处理废水。

20世纪80年代以来，垃圾渗滤液处理主要以A/O生化法为主。20世纪90年代末，随着国家《垃圾填埋场渗滤液排放标准（-1997）》的出台，开始出现以生化法为主，物化、高级氧化等工艺并存的局面。2008年7月，环保部等发布的《生活垃圾填埋场污染控制标准（-2008）》开始使用。传统的物化+生化处理工艺已不能完全满足标准的要求，必须对生化出水进行深度处理。深度处理工艺主要以膜分离技术和高级氧化技术为主，也包括活性炭吸附、离子交换等一些非常规处理工艺。 对于焚烧厂渗滤液方面，按照《垃圾焚烧污染控制标准（-2014）》的要求，经废水处理系统处理后优先回收利用，须排放时的污染物排放限值按照《污水综合排放标准》（）的要求执行。

此外，在环境影响评价方面也提出了更加严格的要求，在垃圾填埋场附近建设的焚烧炉渗滤液与垃圾填埋场渗滤液合并处理时，需执行垃圾填埋场渗滤液排放限值要求。更加严格的渗滤液排放标准有力地促进了现有技术、现有企业的升级改造和新技术的研发及产业化应用，膜技术在渗滤液处理领域的应用得到了快速推广。

综合我国目前渗滤液处理现状及技术工艺路线，我国垃圾渗滤液处理采用的主流工艺为MBR+NF/RO工艺，该工艺适应性强、运行灵活性强，出水完全达到设计排放标准。根据对主流垃圾渗滤液处理企业韦尔利、新奇环保的调研，目前垃圾渗滤液处理项目中膜的应用率超过90%。

作为垃圾渗滤液处理行业首家上市公司、国内首家采用“MBR+膜深度处理”的企业，韦尔利在大中型垃圾填埋场渗滤液处理项目（处理规模≥500吨/日）市场占有率约40%，整体市场占有率约10%-15%，也是国内首家在《生活垃圾填埋场污染控制标准》（-2008）新标准下完成1000吨/日以上规模渗滤液处理项目的企业，其研发的生化-膜联合处理技术及成套设备已在全国各地应用。

膜技术已成为电力行业水处理的必要技术

电力行业是我国工业用水大户，用水量和排水量巨大，分别占全国工业用水量和排水量的40%和10%。电力行业水处理系统主要包括火电厂、核电厂用各类水源的预处理、脱盐、锅炉补给水处理、凝结水精处理、循环冷却水处理、火电厂各类废水处理（包括工业废水、脱硫废水、含煤废水、含油废水及生活污水等）。

随着国家和社会公众对环境保护的日益重视以及节能减排政策的实施，新建的大型火电机组锅炉对所用水的水质提出了更高的要求。因此，出水水质稳定可靠、操作简便快捷的膜技术在电厂化学水处理过程中得到了广泛的应用，成为锅炉水处理前置脱盐的必备环节之一。同时，由于我国水资源短缺，电厂原水生产往往采用海水、再生水，为达到更高的水质，也经常采用膜法水处理技术；同时，电厂循环冷却水中也采用膜法水处理。

随着工业废水零排放的推进，电厂通常采用膜浓缩+蒸发结晶的方法实现脱硫废水的零排放。另外，膜法水处理技术也成为电厂水岛（将燃煤电厂从水源净化、工艺水处理到废水处理回用的全过程统筹规划，独立形成一个“岛”）不可或缺的技术之一。

调查发现，由于膜法水处理在电力行业的大规模应用，一些电力行业水处理龙头企业也纷纷成立了专门的膜技术公司。如华电水务于2013年成立了华电水务膜分离技术（天津）有限公司，年产中空纤维超滤膜100万平方米，并自主研发了PVDF超（微）滤中空纤维超滤膜，应用于水处理领域。