全國投資規模最大的工業園區污水處理項目——山西合成生物產業生態園綜合污水處理及再利用項目（以下簡稱太原水處理項目）正在有序建設中。“整個項目工藝裝置預計今年11月份全部建成，12月底達到整體聯合調試條件。”污水處理廠項目經理劉國冰介紹。

據了解，作為總投資超過600億元的山西合成生物產業生態園基礎設施配套項目，太原水處理項目于2020年10月正式開工，總投資21.38億元。項目填補國內大規模高鹽廢水“零排放”技術空白，建成后可實現日污水處理量約14.4萬噸，日蒸發結晶產生氯化鈉和硫酸鈉以及雜鹽達400噸，中水回用率75%。

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所謂“零排放”，是通過污水處理技術，對工業廢水進行再利用，并且通過分鹽技術，將廢水中的鹽類和污染物進行結晶，再進行無害化處理、資源化利用，最終實現無任何廢液排出工廠。

目前，零排放能夠最大限度地保護環境，且能高效回收利用水資源，但投資和運營費用相對較高。因此，我國實施工業污水零排放的企業大多集中于污染嚴重的煤化工產業，而作為零排放的關鍵技術，分鹽的應用案例更是少之又少。

“山西合成生物產業生態園建成投產后，太原水處理項目要處理約20家企業的全部污水。而在此之前，國內同類項目的日處理量普遍在10萬噸以下。如此巨大的污水規模，對如何保證項目順利運轉以及最大限度地保護生態環境提出了挑戰。”中鐵建發展集團項目負責人介紹。

據了解，太原水處理項目由三個部分組成——污水處理廠、中水回用廠、蒸發結晶廠。污水進入污水處理廠后首先進行預處理，通過加藥過濾，讓污水快速沉淀；然后根據水質的不同，進行水解酸化、深度厭氧等生化處理。經過處理后，污水變成了可利用的廢水。廢水進入中水回用廠后，利用超濾反滲透裝置進行處理，去除重金屬離子等有毒有害物質。中水回用有75%的回收率，剩下的25%廢水要進入蒸發結晶廠。

污水回用工藝技術

“25%這部分的廢水含鹽量高達10公斤/立方米，是海水的3倍以上。如果將這些廢水排放到周邊用地上，排放區將多年寸草不生。因此，必須借助分鹽技術，實現廢水零排放。”項目負責人表示。

項目開工后，技術團隊發現，最大的挑戰是沒有可借鑒的經驗和學習的案例。“技術難度沒法量化，但挑戰是真實存在的。就分鹽量來說，國外的分鹽工藝每小時處理水量在60噸～80噸，而太原水處理項目達到了240噸，每天分鹽量為400噸，是同類型企業的7倍以上。”中鐵建發展集團水處理及再利用領域技術專家黃祁表示。

黃祁是“冷析法高鹽廢水處理方法”等專利技術的發明人，具備豐富的技術、管理經驗。2008年，他第一次接觸到分鹽技術。在黃祁的帶領下，技術團隊歷時8個月，通過100次不同小試、中試，終于攻克分鹽難關，實現廢水零排放。

“根據不同污水處理廠中氯化鈉與硫酸鈉比例的不同，通過熱法（多效蒸發結晶）與冷法（冷凍結晶）相結合，分離出硫酸鈉與氯化鈉兩種副產品，再通過適量排放結晶母液降低硝酸根及有機物、氟、硅等雜質對分質鹽品質的影響，從而得到分鹽并保證硫酸鈉與氯化鈉的品質。”黃祁介紹道。

污水處理及廢水零排放效果圖

據了解，為打造中國鐵建綠色環保產業，挑戰更多環保領域的“新課題”，中鐵建發展集團近年來著力加強技術和人才儲備建設。2021年12月，中鐵建發展集團、中國市政工程華北設計研究總院及北京工業大學城鎮污水深度處理與資源化利用技術國家工程實驗室共同組建成立“水處理技術研究中心”。

中鐵建發展集團有關負責人介紹，在三方聯合的產學研水處理技術創新平臺的推動下，集成創新、協同創新、自主創新正在緊鑼密鼓的開展，未來水處理相關技術成果將會陸續轉化落地，在推動技術創新的同時，也將為行業、為企業培養輸送水處理人才，促進行業發展。