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）電化學類儲能系統所排廢水：主要涉及鋰電、鈉硫電池以及液流電池等系統，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則多釋放循環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，處理系統仍需具備良好的適應性與穩定性[1]。

1.2污染特征綜合歸納

能源倉儲廢水展現出區別傳統工業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，化學性質呈現穩定狀態，常規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：鑒于儲能系統運行體現出強周期性，廢水排放一般呈現間歇性、突發的狀態，增加處理系統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，確保出水水質穩定可靠。近年來，復合膜材料的持續優化推動其抗污染性能和運行穩定性不斷增強。在系統運行層面，引入光伏等可再生能源以降低碳排放成為發展方向之一。盡管如此，該技術在應用過程中仍面臨如膜污染易發、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可持續性，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化、載體材料性能提升與微生物協同機制構建方面，帶動其在復雜廢水場景下平穩運行[2]。

2.3電化學氧化技術

作為非傳統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成低碳化研究熱項，可有效降低系統的碳排強度，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綠色發展的關鍵方向。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，減少對環境的二次壓力。目前，該類回收與深度處理技術在能效優化、裝置協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”組成的多級處理系統，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蒸發裝置高效地對濃縮廢液實施熱回收蒸發，優化能源的利用水平，達成廢水濃縮與清水的區分分離。

該系統平均每日可處理60噸，綜合碳排放強度為每單位處理量 0.72kg CO² -eq，其數值低于傳統蒸發工藝碳足跡的水平，處理出水可為站內冷卻系統循環補水，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能蒸發技術的協同功效，為儲能行業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、排放不穩定及高碳能耗等系列挑戰，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利用，降低碳的排放水平，踐行綠色低碳化發展。同時，實例驗證多級膜跟節能蒸發技術的長處，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，促進系統穩定性提升與經濟效益增長，為能源倉儲行業的可持續發展添磚加瓦。

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、能源效率優化與碳減排[J].統計與信息論壇，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