马红鹏碳中和背景下分离技术在工业废水处理中的应用及发展趋势分析

自“双碳”目标提出后，国内“碳达峰”、“碳中和”相关工作持续推进。当前，突破环保装备关键核心技术瓶颈，加强先进适用环保装备在冶金、化工、建材、轻工、纺织、电镀等重点领域应用，提升环保装备标准化、成套化、自动化、绿色化水平，是必然趋势。

“十四五”期间，以实现碳达峰、碳中和目标为导向，我国将全面加速构建绿色低碳循环发展的经济体系，大力发展绿色低碳的新技术、新产业和新业态，构建绿色低碳技术产业支撑体系向高质量可持续发展迈进，环保产业集中度较高的水环境治理、固体废物处理处置与资源化等细分领域，市场空间将迅速释放，产业领域将不断拓展，相关产业将迎来更大发展机遇。

在2023年12月线上举办的2023视环会-秋季展高峰论坛上，西北工业大学化学与化工学院马红鹏带来了《碳中和技术创新：废水处理装备的发展》主题演讲。马老师对碳中和背景下分离机械的市场需求进行了分析，介绍了煤化工废水处理现状及技术及碳中和背景下分离装备的发展趋势。

马老师认为，碳中和与“中国制造2025”背景下，高质量满足传统领域的同时，高效率发展碳中和新兴领域，将推动分离机械科技创新与产业发展。

据统计，全球二氧化碳排放中化石燃料(煤、石油、天然气等)贡献约占86%，所产生的46%停滞于大气中；降低水耗，尽可能实现水的循环回用，是实现煤化工减碳的一条有利路径。而煤化工水资源消耗和废水产生量大，吨产品耗水十吨以上，废水资源化分离势在必得。

随后，马老师介绍了几种主要的分离技术。

碳中和需求的迅猛发展，给分离机械产品的创新和发展注入了新力量和新思想，超音速分离、超导分离、激光分离、过滤、仿生过滤等高科技项目不断推新。

超音速旋流分离器：超音速流动条件下气体的低温凝结效应，结合旋流分离，实现多组分气体的冷凝分离；集膨胀降温、旋流气液分离、再压缩等工艺于一体，具有密闭无泄漏、无需化学药剂、结构紧凑等特点；

超导磁分离器：通过加入改性的磁种子颗粒材料，从而分离造纸、化工、医药等工业废水中无磁性的有机、无机污染物，实现工业污水的达标排放。

激光分离：用特定波长的激光激发某种特定同位素原子(铀-235)或含有该原子的分子，再使激发态原子或分子与基态成分分开，获得富集的同位素；

仿生过滤：仿照聚精排粕、自动过滤与分离(肺滤气、肝滤血、肾排尿等)的机理，研发生物过滤、仿生自滤智能设备将在分离机械的发展中“大显身手”；

电化学转化：通过绿电使高盐废水中离子在离子膜上进行迁移，结合结晶实现无蒸发的结晶盐分离；电化学转化将无机盐转化为更高价值的其他无机盐(如：Na2SO4→(NH4)2SO4)

马老师认为，在石油、化学工业及生物化工中，通常分离过程在基建投资中占比50%~90%。合理的分离技术可有效降低工艺运行成本，同时在我国工业污染物控制中具有重要作用；典型的污水处理技术都是由一系列的处理单元组成，根据各个处理单元的处理效果及出水水质情况设定相应的技术路线。如何确保各处理单元满足处理要求条件下能低碳操作是当下工业污水处理设备发展的重点。

工业污水处理行业实现碳中和是一项长期的系统工程，不仅为行业技术和理念的更新，是整个社会思想和认知的；工业污水处理装备的发展势在必行，“碳中和”的实现将是一个漫长和曲折的过程，但前景广阔。

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