所謂零排放，是指無(wú)限地減少污染物和能源排放直至到零的活動(dòng)。零排放，就其內容而言，一是要控制生產(chǎn)過(guò)程中不得已產(chǎn)生的能源和資源排放，將其減少到零；另一含義是將那些不得已排放出的能源、資源充分利用，最終消滅不可再生資源和能源的存在。
廢水“零排放”是指工業(yè)廢水經(jīng)過(guò)重復使用后，將這部分含鹽量和污染物高濃縮成廢水全部(99%以上)回收再利用，無(wú)任何廢液排出工廠(chǎng)。水中的鹽類(lèi)和污染物經(jīng)過(guò)濃縮結晶以固體形式排出廠(chǎng)送垃圾處理廠(chǎng)填埋或將其回收作為有用的化工原料。
目前國內廣泛使用的工業(yè)廢水處理技術(shù)主要包括RO(反滲透膜雙膜法)和EDR技術(shù)他們的主要材料是納米級的反滲透膜，而這種技術(shù)的作用對象是離子(重金屬離子)和分子量在幾百以上的有機物。其工作原理是在一定壓力條件下，H2o可以通過(guò)RO滲透膜，而溶解在水中的無(wú)機物，重金屬離子，大分子有機物，膠體，細菌和病毒則無(wú)法通過(guò)滲透膜。從而可以將滲透的純水與含有高濃度有害物質(zhì)的廢水分離開(kāi)來(lái)。但是使用這種技術(shù)我們只能得到60%左右的純水，而剩余的含高濃度有害物質(zhì)的廢水最終避免不了排放到環(huán)境的結局，而這些高濃度的重金屬離子和無(wú)機物對我們的環(huán)境是極其有害的。
CC技術(shù)，能真正達到工業(yè)廢水“零排放”，RCC的核心技術(shù)為“機械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)”及“晶種法技術(shù)”、“混合鹽結晶技術(shù)”。
機械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)
1、機械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)的基本原理
所謂的機械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)，是根據物理學(xué)的原理，等量的物質(zhì)，從液態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程中，需要吸收定量的熱能。當物質(zhì)再由氣態(tài)轉為液態(tài)時(shí)，會(huì )放出等量的熱能。根據這種原理，用這種蒸發(fā)器處理廢水時(shí)，蒸發(fā)廢水所需的熱能，再蒸汽冷凝和冷凝水冷卻時(shí)釋放熱能所提供。在運作過(guò)程中，沒(méi)有潛熱的流失。運作過(guò)程中所消耗的，僅是驅動(dòng)蒸發(fā)器內廢水、蒸汽、和冷凝水循環(huán)和流動(dòng)的水泵、蒸汽泵和控制系統所消耗的電能。為了抵抗廢水對蒸發(fā)器的腐蝕，保證設備的使用壽命蒸發(fā)器的主體和內部的換熱管，通常用高級鈦合金制造。其使用壽命30年或以上。
蒸發(fā)器單機廢水處理量由27噸/天起至3800噸/天。如果需要處理的廢水量大于單機最大處理量，可以按裝多臺蒸發(fā)器處理。蒸發(fā)器在用晶種法技術(shù)運行時(shí)，也稱(chēng)為鹵水濃縮器(BrineConcentrator)。
2、鹵水濃縮器構造及工藝流程
(1)待處理鹵水進(jìn)入貯存箱，在箱里把鹵水的PH值調整到5.5-6.0之間，為除氣和除碳作準備。鹵水進(jìn)入換熱器把溫度升至沸點(diǎn)。
(2)加熱后的鹵水經(jīng)過(guò)除氣器，清除水里的不溶所體，如氧所和二氧化碳。
(3)新進(jìn)鹵水進(jìn)入深縮器底槽，與在濃縮器內部循環(huán)的鹵水混合，然后被泵到換熱器管束頂部水箱。
(4)鹵水通過(guò)裝置，在換熱管頂部的鹵水分布件流入管內，均勻地分布在管子的內壁上，呈薄膜狀，受地引力下降至底槽。部分鹵水沿管壁下降時(shí)，吸收管外蒸汽所釋放的熱能而蒸發(fā)了，蒸汽和未蒸發(fā)的鹵水一起下降至底槽。
(5)底槽內的蒸汽經(jīng)過(guò)除霧器進(jìn)入壓縮機，壓縮蒸汽進(jìn)入濃縮器。
(6)壓縮蒸汽的潛熱傳過(guò)換熱管壁，對沿著(zhù)管內壁下降的溫度較低的鹵水膜加熱，使部分鹵水蒸發(fā)，壓縮蒸汽釋放潛熱時(shí)，在換熱管外壁上冷凝成蒸餾水。
(7)蒸餾水沿管壁下降，在濃縮器底部積聚后，被泵經(jīng)換熱器，進(jìn)儲存罐待用。蒸餾水流經(jīng)換熱器時(shí)，對新流入的鹵水加熱。
(8)底槽內部分鹵水被排放，以控制濃縮器內鹵水的濃度。
晶種法技術(shù)：可以解決蒸發(fā)器換熱管的結垢問(wèn)題，經(jīng)處理后排放的濃縮廢水，通常被送往結晶器或干燥器，結晶或干燥成固體，運送堆填區埋放。上述循環(huán)過(guò)程，周而復始，繼續不斷地進(jìn)行。
如廢水里含有大量鹽分或TDS，廢水在蒸發(fā)器內蒸發(fā)時(shí)，水里的TDS很容易附著(zhù)在換熱管的表面結垢，輕則影響換熱器的效率，嚴量時(shí)則會(huì )把換熱管堵塞。解決蒸發(fā)器內換熱管的結垢問(wèn)題，是蒸發(fā)器能否用作處理工業(yè)廢水的關(guān)鍵。RCC成功開(kāi)發(fā)了獨家護有的“晶種法”技術(shù)，解決了蒸發(fā)器換熱管的結垢問(wèn)題，使他們設計和生產(chǎn)的蒸發(fā)器，能成功地應用于含鹽工業(yè)廢水的處理，并被廣泛采用。應用“晶種法“技術(shù)的蒸發(fā)器，也稱(chēng)作“鹵水濃縮器”(BrineConcentrator)。經(jīng)鹵水濃縮器處理后排放的濃縮廢水，TDS含量可高達300,000pp，通常被送往結晶器或干燥器，結晶或干燥成固體，運送堆填區埋放。
“晶種法”以硫酸鈣為基礎。廢水里須有鈣和硫化物的存在，濃縮器開(kāi)始運作前，如果廢水里自然存在的鈣和硫化物離子含量不足，可以人工加以補充，在廢水里加添硫酸鈣種子，使廢水里鈣和硫化物離子含量達到適當的水平。廢水開(kāi)始蒸發(fā)時(shí)，水里開(kāi)始結晶的鈣和硫酸鈣離子含量達到適當水平。廢水開(kāi)始蒸發(fā)時(shí)，水里開(kāi)始結晶的鈣和硫酸鈣離子就附著(zhù)在這些種子上，并保持懸浮在水里，不會(huì )附著(zhù)在換執管表面結垢。這種現象稱(chēng)為“選擇性結晶”。鹵水濃縮器通常能持續運作長(cháng)達一年或以上，不才需定期清洗保養。在一般情況下，除了在濃縮器啟動(dòng)時(shí)有可能添加“晶種外”，正常運作時(shí)不需再添晶種。
1、混全鹽結晶技術(shù)的應用
鹵水濃縮器可回收鹵水里95%至98%的水份，剩余的濃縮鹵水殘液，含有大量的可溶固體。在有些地區，鹵水殘液被送往蒸發(fā)池自然蒸發(fā)，或作深井壓注處理。但很多地區，如美國西南部的科羅拉多河流域，為了防止濃縮鹵水排放蒸發(fā)池或作深井壓注處理后滲出，對水源造成二次污染，沿岸的工礦企業(yè)產(chǎn)生的廢水，必須作“零排入”處理。如殘液的流量很小，則可用干燥器把殘淮干燥成固體，收集后送堆場(chǎng)填埋;如殘液量較大，用結晶器把殘液里的可溶固體給晶后收集填埋，是更經(jīng)濟的處理方法。
一般生產(chǎn)性化工結晶程序，如氯化鈉、硫酸鈉等化工商品的生產(chǎn)，僅需要處理一種鹽類(lèi)的結晶，這類(lèi)單鹽鹵水的結晶工藝，比較容易掌握，但工業(yè)污水里所含的的鹽份，種類(lèi)繁雜，甚至含有兩種鹽份組成的復鹽。有多種鹽類(lèi)并存的鹵水會(huì )在結晶器內產(chǎn)生泡沫和具有極強的腐蝕性，同時(shí)多種不同鹽類(lèi)的存在，會(huì )造成鹵水不同的沸點(diǎn)升高。不同成度的結垢，對設備的換熱系數產(chǎn)生不同程度的影響。通過(guò)數十年的研究和實(shí)踐我們掌握了一套混合鹽類(lèi)結晶技術(shù)，累積了豐富的經(jīng)驗。驗室對混通過(guò)實(shí)合鹽鹵的分析，準確檢定鹵水里各種鹽類(lèi)的成份和溶量，準確判斷各種鹽類(lèi)對設備的影響，采用不同的設計參數，并在這基礎上進(jìn)行系統設計，為用戶(hù)提供適合的，經(jīng)濟和可靠的設計，制定可行的操作和維修方案。
2、混全鹽結晶技術(shù)的設備與工藝流程
用作混合鹽結晶的結晶器，可用蒸汽驅動(dòng)，也可用電動(dòng)蒸汽壓縮機驅動(dòng)，后者是能效較高的系統。
強制循壓縮蒸汽結晶器：強制循環(huán)壓縮蒸汽結晶器是熱效率最高的結晶系統，系統所需的熱能，由一臺電動(dòng)蒸汽壓縮機提供。它的主要工作程序如下：
(1)待處理濃鹵水被泵進(jìn)結晶器。
(2)和正在循環(huán)中的鹵水混合，然后進(jìn)入殼管式換熱器。因換熱器管子注滿(mǎn)水，鹵水在加壓狀態(tài)下不會(huì )沸騰并抑止管內結垢。
(3)循環(huán)中的鹵水以特定角度進(jìn)入蒸汽體，產(chǎn)生渦旋，小部鹵水被蒸發(fā)。
(4)水分被蒸發(fā)時(shí)，鹵水內產(chǎn)生晶體。
(5)大部鹵水被循環(huán)至加熱器，小股水流被抽送至離心機或過(guò)濾器，把晶體分離。
(6)蒸汽經(jīng)過(guò)除霧器，把附有的顆粒清除。
(7)蒸器經(jīng)壓縮機加壓，壓縮蒸汽在加熱器的換熱管外殼上冷凝成蒸餾水，同時(shí)釋放潛熱把管內的鹵水加熱。
(8)蒸餾水收集后，供廠(chǎng)內需要高質(zhì)蒸餾水的工藝流程使用，在某些條件下，結晶器產(chǎn)生的晶體，是很高商業(yè)價(jià)值的化工產(chǎn)品。這種高效結晶器的主要優(yōu)點(diǎn)有：
a設備體積小，占地面積也小。b設備能耗低，鹽鹵濃縮器處理一噸廢水耗電最低僅16KW/H。回收率高達98%，而且回收的是優(yōu)質(zhì)蒸餾水，所含TDS小于10PPM，稍做處理即可作高壓鍋爐補給水，用鈦合金制造,壽命長(cháng)達30年。
最后，零排放技術(shù)只是在人能力范圍內的理想狀態(tài)，并且在某一行業(yè)或領(lǐng)域的孤立的零排放是不可能的，它涉及到許多學(xué)科和領(lǐng)域，只有不同的領(lǐng)域間相互合作共同努力我們才能去實(shí)現“零排放”最終造福人類(lèi)。
