零排放(zeroliquid disge) ZLD是一个热词，但是什么是零排放呢? GWI为大家解释一下国际上通用的零排放技术，以及市场应用情况，和拥有较成熟的零排放技术的公司。
准确的说，“液体零排放”在国际水务行业更多地是指零排放技术，也就是高效的废水回收技术，常说的零排放技术一般包括浓盐水浓缩技术(常指蒸发器)和结晶技术等。
技术流程
一个典型的零排放流程一般如下：
图片来源：GWI
技术介绍
1. 高效反渗透 High recovery Reverse Osmosis (HERO)
这是一项专利技术，通过预调节进水使其在高pH下操作从而提升回收率(85-95%)、同时减少结垢、堵塞以及清洁频率的专利RO工艺。HERO使用传统的RO膜并很好地适用于含有高浓度生物污染物或结垢物(如硅)。它在很多情况下无法取代传统RO，但可以作为不同的水处理，如冷却塔排污水的互补方式，或作为ZLD工艺的一个部分。
优势：
？ 处理有高结垢和堵塞可能的污水
？ 高水回收率
劣势：
？ 在高pH下运作
？ 高化学品消耗(离子交换再生)
2. 盐水浓缩器 brine concentrator
盐水浓缩技术一般都是蒸发器，主要有两个分类：降膜蒸发器(VTFF)和强制循环蒸发器。
在降膜蒸发器中，含盐污水或液体被泵送到一系列垂直管的顶部，并以薄膜的形式从管内部下降。这些液体从管外的蒸汽中吸收热量，一部分水被蒸发。蒸汽和浓缩液之后进入气/液分离室，蒸发器中释放的蒸汽被机械压缩再次压缩并回用。在用作盐水浓缩器的晶种法VTFF中，通过在循环液体中保留额外的硫酸钙晶种来预防蒸发管中的结垢。这些晶种作为污垢优先沉积的晶核，从而污垢不会在热交换表面上形成。由于蒸发器液体中的固体浓度升高，为了之后的浓缩或排放，一小股排污水会被去除。
强制循环蒸发器把加热后的盐水泵送到低压分离室中，其中的水被快速蒸发并收集，同时浓缩盐水在系统中循环。为了预防系统中结晶，循环比较大。
蒸发器需要大量能量，通常用于排放选择较少或有零液体排放要求的地方。高质回收蒸馏水可以回用作补充水。
除了传统的蒸发器之外，也有一些浓盐水浓缩的新兴技术，比如美国Oasys公司利用正渗透膜的膜盐水浓缩器(membranebrine concentrator) 也正在被应用到零排放的项目中。
正渗透是一种依靠不同浓度的水之间自然的扩散的膜工艺。浓缩的“驱动溶液”把水流吸引透过FO膜使其稀释，而不需要额外的压力。溶质之后一般通过加热被分离并回收以回用。
Oasys的膜盐水浓缩装置(MBC)运用了FO，使用专利的膜和驱动溶液处理高含盐量污水，包括RO浓水和有很高结垢和堵塞可能的工业污水。热解的驱动溶液使用了挥发性的溶质专利，可以在仅输入少量额外热量的情况下蒸发，帮助减少总能量需求。
优势：
？ 可处理高含盐量、高污染污水
？ 节能的驱动溶液回收
？ 消除对热盐水浓缩装置的需求
劣势：
？ 回收驱动溶液需要额外的能量输入
3. 结晶器 thermal crystallizer
结晶器是用于通常需要高固体浓度或结晶化的应用领域的强制循环蒸发器。循环液体在压力下通过泵在压力下穿过热交换器，防止沸腾和随后在管中的结垢。这些液体随后进入一个分离室，在一个稍低的压力或部分真空下操作，使得水发生急速蒸发，水中产生结晶。结晶器被用于化学生产和在零液体排放流程的最后进一步浓缩盐水浓缩器的排出水。这个流程是耗能的，并且只可能用于对浓缩污水的排放有严格标准的地方。最后的产品会被送往压滤器或相似装置，在排污前进一步降低污水体积。
国际零排放技术领先公司
国际上，零排放技术市场份额最大的主要为如下三家公司：GE, 威立雅以及阿奎特(Aquatech)。
下图是三家公司自从2000年来在蒸发器市场的国际份额：
图片来源：GWI
GE
由于世纪之交的几项并购，GE水处理成为工业水处理市场的领导者之一。它同时也是仅次于Nalco的工业水处理化学品巨头，它的传统品牌Osmonics、Ionics和Zenon Environmental使得它拥有强大的反渗透系统、电去离子和超滤膜产品系列。Ionics是电渗析(ED)的先驱者，因此GE是电渗析反转技术的全球市场领袖，也是全球滤芯式过滤器最大的供应商之一。
GE Water占据了发电业水处理设备的领导地位。它是北美发电业可移动用水处理市场的领导者，也可能是全球市场的领导者。在2005年通过收购Ionics之后，GE Water开发了许多发电业零排放的项目业绩，因此领先于Veolia和Aquatech。
威立雅
威立雅水务技术在许多国家的工业市场拥有非常强大的市场地位。它是全球最大的用水和污水处理厂商，它大量的各种技术可以应用于几乎所有行业的用水和污水处理需求。为了提升它在工业市场的进一步发展，威立雅正致力于把威立雅水务技术的工业部分从市政部分分离，并使其更接近威立雅运行业务的工业运行部分。
尽管这家公司为许多工业终端用户服务，但它特别专注于六个行业：油气开采、采矿、食品饮料、发电、制药和金属。实际上，在采矿业，威立雅设定了一个雄心勃勃的目标，2020年前来自这个行业的收入翻番。它正寻求发展针对采矿业的技术，如资源回收和尾矿池管理，以此获得竞争拉丁美洲和非洲近期的OM、BOT订单的优势。威立雅通过在2013年十一月收购地区性公司Proactiva强化了在拉丁美洲的地位，但是从采矿业入手它可以在这个地区获得更多机会。在与GE Water竞争的领域，通过子公司HPD获得了零液体排放(ZLD)技术。
在高回收率脱盐市场，威立雅把它的OPUS技术推广为GE和Aquatech的HERO系统的替代品，在油砂领域已获得成功。另外，它在加拿大油砂开采业已建成若干蒸发器来处理蒸汽辅助重力泄油工艺的采出水，成功绕开了GE关于蒸发器中二氧化硅管理的专利。
阿奎特Aquatech
Aquatech公司是一家美国公司，其创办人Sharma家族则来源于印度，因此该公司与印度紧密联系。Aquatech在工业脱盐领域和GE以及威立雅一样是行业领袖。 Aquatech由于可以把技术整合为可使工业终端用户达到零液体排放(ZLD)和循环用水的解决方案而知名。这家公司由于加拿大油砂萃取和美国页岩气的兴起而得益：启动了各种采出水处理的模块化和可移动解决方案。大部分被Aquatech整合进解决方案的技术是专利技术：这家公司甚至通过子公司QUA Group开发了一套新的电去离子(EDI)系统叫作fractional EDI，来绕过一些竞争对手拥有的专利。
除了上述三家企业之外，苏伊士、IDE等众多公司也在零排放领域竞标项目。
IDE Technologies
以色列IDE公司，专长于脱盐工艺(膜技术和热技术)。由于是一家以色列公司，IDE无法参与海湾地区更大的脱盐订单的竞争：因此，IDE专注于工业脱盐(尽管通过组件脱盐单元没有完全放弃市政市场)和其他国家(印度、中国、美国、加拿大)。
IDE基本是一家系统整合商，整合解决方案的技术不都是专利。但是，IDE是热处理技术的主要供应商，尤其是多效蒸馏(MED)和机械蒸汽压缩(MVC)工艺。实际上，IDE克服商业难题的另一个办法是技术创新。最好的例子是有两种特性的蒸发器：和市场上的其他蒸发器不同，它是水平的而不是垂直的，使得它更易操作;运载蒸汽的管道是陶瓷制的而不是钛制的，降低了成本。
由于拥有强大的热处理技术，IDE Technologies进入了采出水处理市场(页岩气和石油)，以及加拿大的蒸汽辅助重力泄油(SAGD)工艺来提取油砂。在这两个市场中，IDE旨在帮助石油公司生产蒸汽并处理采出水，有时达到零液体排放(ZLD)阶段。其他IDE的目标市场是发电业和采矿业。这些工业污水处理市场由于需要复杂的解决方案而吸引了IDE，IDE对他们拥有的专业技术能力充满自信。
