能源倉儲廢水綠色低碳處理技術探討

1.能源倉儲廢水的主要類型與污染特征

1.1廢水類型分類分析

能源倉儲設施在建設和運行各階段會產生多種類型的工業(yè)廢水，其具體水質特征受到儲能技術類型的影響。按技術路線不同，可將相關廢水劃分為以下兩類：

（1）電化學類儲能系統(tǒng)所排廢水：主要涉及鋰電、鈉硫電池以及液流電池等系統(tǒng)，在生產、使用及退役過程中會產生如電解液沖洗水、冷卻廢液和極片處理殘液等。該類廢水通常富含氟化物（如HF）、有機碳酸酯溶劑及多種金屬離子（如 Ni²⁺ 1 Co²⁺ 、 Mn²⁺. ），兼具高毒性與難降解性，對處理技術提出較高要求。

（2）其他類型儲能廢水：例如氫能系統(tǒng)在水電解制氫過程中會產生含堿性或高鹽分的廢水，可能帶有如鎳、鈀等催化劑成分；壓縮空氣及熱能儲存系統(tǒng)則多釋放循環(huán)冷卻水與熱交換廢液，其中含油、有機物以及少量由腐蝕引發(fā)的金屬雜質。盡管有機物濃度不高，但因排放量大、水質波動頻繁，處理系統(tǒng)仍需具備良好的適應性與穩(wěn)定性[1]。

1.2污染特征綜合歸納

能源倉儲廢水展現出區(qū)別傳統(tǒng)工業(yè)廢水的某些特殊污染屬性，其兼具了復雜性以及資源性特征，主要凸顯在以下幾方面：

（1）污染物種類多樣、構成繁復：囊括了VOCs、高鹽無機離子、重金屬及有毒副產物，化學性質呈現穩(wěn)定狀態(tài)，常規(guī)生化處理途徑效果不明顯，易造成二次污染的后果。

（2）排放起伏顯著，有較強的時序性：鑒于儲能系統(tǒng)運行體現出強周期性，廢水排放一般呈現間歇性、突發(fā)的狀態(tài)，增加處理系統(tǒng)負荷調控的棘手程度。

（3）資源回收潛力大：廢水中存有鋰、鈷、鎳等稀有金屬，有回收價值，經過膜分離、吸附等工藝一番處理后，部分水資源亦可實現二次利用。

（4）能耗及碳排放問題格外突出：像蒸發(fā)結晶這種部分深度處理工藝，能耗很高、碳排放極大，與綠色低碳發(fā)展相悖，需強化技術升級與能耗治理。

2.綠色低碳廢水處理技術現狀與發(fā)展趨勢

2.1膜分離技術

膜分離作為一種物理型水處理方法，在能源倉儲廢水的處理過程中展現出顯著優(yōu)勢。當前常見的膜種類包括超濾膜、納濾膜以及反滲透膜，具備優(yōu)良的分離能力，能夠高效去除懸浮物、離子以及小分子污染物，確保出水水質穩(wěn)定可靠。近年來，復合膜材料的持續(xù)優(yōu)化推動其抗污染性能和運行穩(wěn)定性不斷增強。在系統(tǒng)運行層面，引入光伏等可再生能源以降低碳排放成為發(fā)展方向之一。盡管如此，該技術在應用過程中仍面臨如膜污染易發(fā)、使用壽命有限及高濃縮廢液處置難等難題。為提升整體處理效能和系統(tǒng)可持續(xù)性，需推動膜技術與其他處理手段的深度耦合，實現多元集成優(yōu)化。

2.2生物強化處理技術

由于能耗低、運行成本不高，生物處理技術被視作綠色處理的關鍵方向，在能源倉儲廢水里，采用以高效菌群（例如解毒菌、降解菌等）為核心的生物強化工藝措施，可改善對難降解有機物的適應性，提升處理效率，諸如A/O工藝、生物膜反應器等典型技術，處理有機負荷高、可生化性強的廢水時成效顯著。目前，研究主要把焦點放在菌群優(yōu)化、載體材料性能提升與微生物協(xié)同機制構建方面，帶動其在復雜廢水場景下平穩(wěn)運行[2]。

2.3電化學氧化技術

作為非傳統(tǒng)高級氧化技術的電化學氧化，在能源倉儲廢水深度處理范疇中呈現較強優(yōu)勢，此技術借助陽極反應對有機物進行直接降解，也會生成如OH的強氧化劑實施間接氧化，呈現出無須添加化學藥劑、污染物去除干凈的特質。采用光伏電源來驅動電化學系統(tǒng)成低碳化研究熱項，可有效降低系統(tǒng)的碳排強度，但主要問題體現為電極材料成本居高不下、電耗偏大，還難以處理高鹽度廢水，未來可在電極性能及能耗控制層面實現新的突破。

2.4資源化回收與零排放技術

實現廢水中資源的高效提取與排放控制是推動能源倉儲行業(yè)綠色發(fā)展的關鍵方向。通過采用沉淀、吸附、離子交換及膜與樹脂集成技術，可從廢液中有效提取鋰、鈷、鎳等稀有金屬資源，提升廢水治理的綜合收益。在處理后液體濃縮階段，引入蒸發(fā)結晶與水回用等深度工藝，能夠助力實現廢水“近零排放”目標，減少對環(huán)境的二次壓力。目前，該類回收與深度處理技術在能效優(yōu)化、裝置協(xié)同和提純精度方面仍存在進一步提升的空間。

3.技術路徑碳足跡與能源效率對比分析

為實現能源倉儲廢水的綠色低碳處理，需綜合評估各技術路徑的碳排放強度、能源消耗及資源回收效率。表1列出了當前主流處理技術的相關指標。

從表中可見，生物強化 +A/O 工藝碳排和能耗最低，適合處理可生化性有機廢水，但金屬回收能力有限。納濾／反滲透回收率高，適用于高鹽濃水，但碳足跡偏高。電化學氧化適合處理高濃度難降解有機廢水，但能耗較大。樹脂回收結合蒸發(fā)結晶雖可實現近“零排放”和高效回收，但碳排和能耗水平最高，制約其大規(guī)模應用。

4.典型案例分析

例如，某儲能電站廢水回用項目產生了高鹽、高有機負荷的廢水，為實現資源綜合利用與減污降碳目的，建成了由“超濾一納濾—MVR蒸發(fā)”組成的多級處理系統(tǒng)，超濾工藝對廢水中懸浮顆粒及大分子有機物進行去除，納濾工藝有效攔截多價金屬離子及小分子污染物質，降低水體污染指標，MVR蒸發(fā)裝置高效地對濃縮廢液實施熱回收蒸發(fā)，優(yōu)化能源的利用水平，達成廢水濃縮與清水的區(qū)分分離。

該系統(tǒng)平均每日可處理60噸，綜合碳排放強度為每單位處理量 0.72kg CO² -eq，其數值低于傳統(tǒng)蒸發(fā)工藝碳足跡的水平，處理出水可為站內冷卻系統(tǒng)循環(huán)補水，濃縮液可實現鋰、鈷、鎳等有價金屬的提取，回收達到 92% 及以上，展現出廢水極高的資源化利用價值。

該項目于保障處理效率之際，兼顧碳排的有效控制與資源回收，體現了多級膜分離跟節(jié)能蒸發(fā)技術的協(xié)同功效，為儲能行業(yè)廢水低碳治理提供了實踐案例與工程參考方向[3]。

5.結束語

能源倉儲廢水處理面臨著污染復雜多變、排放不穩(wěn)定及高碳能耗等系列挑戰(zhàn)，通過膜分離、生物強化、電化學氧化及資源化回收等技術聯合施展，實現高效的凈化處理與資源循環(huán)利用，降低碳的排放水平，踐行綠色低碳化發(fā)展。同時，實例驗證多級膜跟節(jié)能蒸發(fā)技術的長處，反映出良好的推廣潛力，往后需加強技術集成及智能化管理工作，促進系統(tǒng)穩(wěn)定性提升與經濟效益增長，為能源倉儲行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展添磚加瓦。

參考文獻：

[1]陳美薇、高志強、黃永秋等。港口石化倉儲廢水處理工程實例[J].黑龍江環(huán)境通報，2023，36（08）：12-14.

[2]王若愚、安起光、王永凱。數字經濟、能源效率優(yōu)化與碳減排[J].統(tǒng)計與信息論壇，2025，40（03）：87-97.D0I：10.20207/j.cnki.1007-3116.2025.0016.

[3]余潛躍、張玉瓊、趙強等。綜合能源生產單元的全生命周期碳足跡評價與技術經濟性評估[J].中國電機工程學報，2024，44（08）：3115-3125.D0I：10.13334/j.0258-8013.pcsee.223326.作者單位：福建中遠海運化工碼頭有限公司