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エネルギーと発電
エネルギーと発電 廃水処理
業界の課題と持続可能な解決策
産業廃水の特徴と主な課題
エネルギー・発電施設は、主に冷却システムと排ガス脱硫（FGD）プロセスから複雑な廃水を生成します。これらの廃水は、高塩分、重金属、熱汚染、浮遊物質を特徴としており、環境面および運用面で重大な課題を引き起こします。
主な課題
冷却水の汚染物質
総溶解固形物（TDS >50,000 mg/L）およびスケーリングイオン（Ca²⁺、Mg²⁺）が高く、機器の腐食や効率の低下につながります。
温水排出により地元の水温が上昇し、水生生態系が破壊されます。
FGD排水の複雑さ
弱酸性（pH 4〜6.5）、重金属（Hg、Cr、Pb）、高浮遊物質。
流量と塩分濃度の変動により、処理の安定性が複雑になります。
ゼロ液体排出（ZLD）圧力：
厳しい規制により、95% の水回収と塩の結晶化が求められ、エネルギーを大量に消費するプロセスが必要になります。
高度な冷却水処理
● テクノロジー： 高 TDS 水用のハイブリッド逆浸透 (RO) + 電気透析 (ED) システム。
JUNTAIの利点：
● スケール抑制コーティング： スケーリングを 80% 削減し、機器の寿命を延ばします。
● 廃熱回収： 冷却水からの熱エネルギーを ZLD システムに統合し、エネルギー コストを 30% 削減します。
FGD排水ZLDシステム
● テクノロジー： 多重効果蒸発 + 結晶化による塩回収 (NaCl、CaSO₄)。
JUNTAIの利点：
● 低温結晶化： 60°C で動作し、従来の熱システムに比べてエネルギー消費を 40% 削減します。
● 重金属吸着： 機能化膜は Hg と Cr⁶⁺ を 99% 除去します。
太陽光駆動熱蒸発
● テクノロジー： 塩水濃縮用のグラフェン強化吸収装置を備えた太陽熱蒸気発生装置 (SSG)。
JUNTAIの利点：
● 90%の太陽光効率： 1回の太陽光照射で10 L/m²/hの蒸発率を達成します。
● 耐塩設計： 高塩分条件（>200,000 mg/L TDS）での詰まりを防止します。
高塩分廃水処理におけるイノベーション
● テクノロジー： ハイブリッド逆浸透 (RO) + 電気透析 (ED) システムは、廃熱回収と統合され、高 TDS 冷却水 (TDS >50,000 mg/L) を処理してエネルギー消費を削減します。
● ケーススタディ: 石炭火力発電所では、RO+EDを使用して冷却水のTDSを35,000から500 mg/Lに削減し、廃熱を利用した蒸発により30%のエネルギーを節約しました。
FGD排水ゼロ液体排出経路
● テクノロジー： 多重効果蒸発法 (MED) + 機械的蒸気再圧縮法 (MVC) により、60°C で塩の結晶化 (NaCl、CaSO₄ など) が可能になり、従来の熱処理方法に比べてエネルギー使用量が 40% 削減されます。
● 業界のブレークスルー： あるプロジェクトでは、機能化膜を介して Hg と Cr⁶⁺ を 99% 除去し、結晶化塩は工業グレードの純度 (> 99.5%) を満たしました。
地熱塩水からのリチウム回収の進歩
● テクノロジー： 金属有機構造体（MOF）はリチウムイオン（Li⁺）を選択的に吸着し、イオン交換と組み合わせてバッテリーグレードの炭酸リチウム（Li₂CO₃）を生成します。
● 実装： アイスランドの地熱発電所では、50℃の塩水から純度99.5%のリチウムを毎月2.3トン生産し、EVバッテリーのサプライチェーンに供給しています。
ケーススタディ
中国の石炭火力発電所
- 1
チャレンジ
FGD排水中のCr⁶⁺（12 mg/L）およびTDS（35,000 mg/L）が排出基準を超えました。 - 2
解決
低温結晶化と太陽光支援蒸発を備えた JUNTAI の ZLD システム。 - 3
結果
パラメータ 影響力のある 排水 Cr⁶⁺ 12 mg/L TDS 35,000 mg/L 年間節約額: 塩の販売と罰金の軽減により180万ドル。
原子力発電所の冷却水のリサイクル
- 1
チャレンジ
80℃の熱放出とスケーリングイオン（Ca²⁺ >1,200 mg/L）を含む冷却水。 - 2
解決
ハイブリッドRO+廃熱駆動ZLD。 - 3
結果
水の回収: 92% が冷却用にリサイクルされ、淡水の摂取量が 50% 削減されます。塩の生産: 工業用CaSO₄ 8トン/日。
デジタル化と将来の動向
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