目前國內(nèi)煤化工、電廠、冶金、鋼鐵、石化等行業(yè)超低排放、零排放的火熱程度依舊。 在這些領(lǐng)域中，末端的高鹽廢水處理，依舊是企業(yè)最頭疼的環(huán)節(jié)。

這些年零排放組合工藝越來越成熟，盡管可選的配套工藝繁多，但是總結(jié)歸納下來，末端高鹽廢水處理系統(tǒng)主要含以下幾個單元：

有效地控制投資成本、運行成本、提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性往往是大多數(shù)企業(yè)追求的首要目標(biāo)，目前又多了一個鹽硝等無機鹽產(chǎn)品的處置問題。
危廢、固廢處理費用非常高，而且這兩年由此造成的生產(chǎn)安全、環(huán)境事故非常多。對企業(yè)而言，它寄希望調(diào)整工藝，從源頭盡量避免含鹽廢水的產(chǎn)生。或者高鹽廢水處理后，最終得到的純度較高可外售處理的無機鹽。
在目前這種大環(huán)境背景下，在1000+萬噸每年無處安放的廢鹽驅(qū)動下，雙極膜電滲析技術(shù)火了。
01-雙極膜電滲析---基本信息
簡單來說，雙極膜電滲析技術(shù)是電滲析技術(shù)中的一種，核心取決于膜性能的功能化。雙極膜的基本介紹請詳見往期文章（點擊了解）。
針對于高鹽廢水，雙極膜技術(shù)可以將對應(yīng)的無機鹽轉(zhuǎn)化成酸和堿，比如說：硫酸鈉廢水，可以轉(zhuǎn)化成硫酸、氫氧化鈉；氯化鈉廢水，可以轉(zhuǎn)化成HCl、NaOH。
目前零排放工藝總包里能看到越來越多的雙極膜工藝技術(shù)配套。對于最終用戶來說，它解決了末端廢鹽的處理問題，可產(chǎn)生一定經(jīng)濟效益的堿和酸，可有效實現(xiàn)含鹽廢水資源化循環(huán)經(jīng)濟。對于總包公司而言，可以提供更加創(chuàng)新穩(wěn)定的耦合工藝包，在同質(zhì)化競爭嚴(yán)重的某些系統(tǒng)，有足夠的亮點抓住用戶的眼球。
雙極膜技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展日益成熟，據(jù)了解已有好幾億的市場項目應(yīng)用案例，像常規(guī)的氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉、氯化銨、氯化鉀等在國內(nèi)均已有實際的應(yīng)用案例。
02-雙極膜電滲析---進(jìn)出水水質(zhì)
雙極膜電滲析系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)主要考慮以下幾點：
1. 基于雙極膜的基本原理，雙極膜只適用于Li、Na、K、銨等一價鹽系統(tǒng)；
2. 對鹽濃度要求：1.5N-2.5N濃度最佳（以濃度當(dāng)量計）；
3. 二價及二價以上陽離子總量：＜1ppm（越低越好，技術(shù)活）；
4. 油、表面活性劑總量＜2ppm（越低越好），有機溶劑類別及含量需要詢問廠家。
5. 硅含量＜200ppm，TSS類指標(biāo)＜0.1ppm。
雙極膜電滲析系統(tǒng)出水水質(zhì)情況：
1. 如果進(jìn)水是混鹽，那出水得到的就是混酸或混堿，如進(jìn)水為氯化鈉和硫酸鈉混合廢水，則得到的堿是氫氧化鈉，酸是硫酸和鹽酸混酸，離子占比與進(jìn)水離子占比相近。
2. 出水酸濃度：0.5N-3N可調(diào)，1N-2N經(jīng)濟性最優(yōu)，其中氧化性較強的酸除外，濃度有限制。
3. 出水堿濃度：0.5N-3N可調(diào)，1N-2N經(jīng)濟性最優(yōu)。
4. 系統(tǒng)出水酸、堿純度：酸堿中均會含有少量的鹽，據(jù)廠家反饋，一般有0-1g/L左右的鹽（與進(jìn)水鹽濃度、出水酸堿濃度等有關(guān)）。
03-雙極膜電滲析---噸水能耗
雙極膜電滲析的系統(tǒng)相對簡單，系統(tǒng)能耗主要由整流器、動設(shè)備組成。以下是常規(guī)雙極膜系統(tǒng)簡易流程圖。

雙極膜系統(tǒng)，大部分是整流器的能耗，動設(shè)備的占比相對非常小。針對于目前國內(nèi)的運行數(shù)據(jù)反饋，以硫酸鈉15%為例： 雙極膜系統(tǒng)生產(chǎn)1KG氫氧化鈉，運行能耗約為1.5-2.2kWh，折算到硫酸鈉進(jìn)水，噸水能耗約127-186kWh，電費以0.6元/度估算，則噸水處理能耗約76-112元，或生產(chǎn)1t氫氧化鈉能耗費用約900-1300元 。
以氯化鈉15%為例：雙極膜系統(tǒng)生產(chǎn)1KG氫氧化鈉，運行能耗約為1.3-1.8kWh，折算到氯化鈉進(jìn)水，噸水能耗約133-185kWh，電費以0.6元/度估算，則噸水處理能耗約80-111元，或生產(chǎn)1t氫氧化鈉能耗費用約780-1100元。
電滲析系統(tǒng)是電驅(qū)動的原理，離子遷離產(chǎn)生電流形成回路，在不考慮其他因素的影響下，所需處理離子含量越多，則能耗越高。很明顯，生產(chǎn)1KG氫氧化鉀能耗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于生產(chǎn)1KG氫氧化鈉。同樣的原理，折算到進(jìn)水各類一價無機鹽廢水系統(tǒng)，硫酸鹽、硝酸鹽、氯化鹽等系統(tǒng)，噸水處理能耗也會有明顯的差異。
基于雙極膜的原理，單個工藝單元的噸水處理能耗要比常規(guī)的膜處理工藝高很多。但整體個工藝包而言，雙極膜系統(tǒng)用相對較低的能耗生產(chǎn)得到了附加值較高的堿，解決高鹽廢水處理問題，這樣的創(chuàng)新工藝思路往往更能引起客戶的興趣。
04-雙極膜電滲析---投資
在全工藝包中，提單個工藝的投資不一定看出這個工藝是否必要，但是大致可以表明這個工藝核心程度。目前投資方面確實是限制雙極膜技術(shù)快速發(fā)展的一個重要原因。
雙極膜系統(tǒng)的投資主要體現(xiàn)在設(shè)備上，其中核心的膜材料費用占絕大部分。國產(chǎn)雙極膜的生產(chǎn)廠家不多，應(yīng)用規(guī)模有限。國內(nèi)大型雙極膜系統(tǒng)應(yīng)用主要以進(jìn)口品牌為主。
雙極膜有附加值，弱點主要體現(xiàn)在一次性投資上，到底雙極膜電滲析的系統(tǒng)投資多高？同樣以15%的硫酸鈉廢水測算，鹽分完全轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的酸和堿，雙極膜系統(tǒng)噸水投資預(yù)計250-450萬左右（廠商提供，僅供參考）。
目前具有生產(chǎn)、加工型的電滲析廠商常規(guī)考慮進(jìn)口核心雙極膜膜材料，其它配件自主研發(fā)、生產(chǎn)、配套，雙極膜電滲析系統(tǒng)在成套、設(shè)計、安裝等方面綜合要求非常高。
性能阻礙著國產(chǎn)雙極膜品牌的快速發(fā)展，投資阻礙著進(jìn)口雙極膜品牌的快速發(fā)展。其實很容易理解，多數(shù)的產(chǎn)品都會有這么一個過程，最終會走向一個平衡。
05-雙極膜電滲析---問題
問題1：系統(tǒng)出水是稀酸、稀堿 。使用的方式1. 酸堿直接回用；2. 酸堿廠區(qū)勾兌使用；3. 再次濃縮后使用。如果酸堿回用濃度超過4N（4個當(dāng)量），則需要采用蒸發(fā)的方式處理，雙極膜系統(tǒng)經(jīng)濟性降低。
問題2：系統(tǒng)一次性投資略高 。一方面目前因為膜材料為進(jìn)口；另一方面由于雙極膜的功能化作用，能轉(zhuǎn)化成酸和堿。這種情況下，需要國產(chǎn)雙極膜廠家進(jìn)一步提高膜性能，其次是降低膜生產(chǎn)成本。
問題3：膜的運行成本略高 。雙極膜就目前國內(nèi)使用情況而言，平均使用壽命僅2-3年，在問題2的基礎(chǔ)上，不難理解。
從目前市場需求反饋來看，這些都沒造成嚴(yán)重的影響，雙極膜技術(shù)應(yīng)用依舊如火如荼；從長遠(yuǎn)來看，雙極膜的應(yīng)用更加是一個趨勢。
06-雙極膜電滲析---結(jié)束語
不難發(fā)現(xiàn)，雙極膜技術(shù)和蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)定位存在明顯的差異，彼此都有自己的不可替代性。無非后續(xù)在同樣的需求市場下，會有一個占比分布的情形。
盡管目前MVR等蒸發(fā)結(jié)晶工藝主導(dǎo)超低排放、零排放市場，毋庸置疑，雙極膜電滲析技術(shù)將會擁有一片天地，因為現(xiàn)在它現(xiàn)在已經(jīng)開始展露鋒芒。