高濃度有機(jī)廢水的處理是當(dāng)前世界公認(rèn)的難題污水處理。所謂高濃度廢水，是指一些高濃度、高鹽度、高難降解的廢水。水質(zhì)復(fù)雜，有機(jī)物含量高。COD一般在10000毫克/升以上，甚至高達(dá)幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)毫克/升。一般含有有毒有害物質(zhì)，含鹽量極高，強(qiáng)酸強(qiáng)堿，不能直接生化處理。這類工業(yè)廢水一般產(chǎn)生于焦化行業(yè)、制藥行業(yè)、石化/石油行業(yè)、紡織/印染行業(yè)、化工、涂料行業(yè)等行業(yè)。這種高濃度有機(jī)廢水對(duì)環(huán)境污染大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。如果處理不當(dāng)，不僅會(huì)危害生態(tài)環(huán)境，還會(huì)危害人類?，F(xiàn)在人們的環(huán)保意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，國(guó)家也越來(lái)越重視環(huán)境問(wèn)題。工業(yè)廢水排放的水質(zhì)要求比以前更加嚴(yán)格。因此，選擇合適合理的方法處理工業(yè)廢水，使工業(yè)廢水的水質(zhì)達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)就顯得尤為重要。

1.技術(shù)發(fā)展方向現(xiàn)狀

對(duì)于這種有機(jī)污染物含量高、可生化性差的高濃度有機(jī)廢水，如果單獨(dú)采用物化法或膜法等傳統(tǒng)處理方法，往往難以達(dá)到理想的處理效果。例如，物理和化學(xué)方法有許多缺陷和不足。目前常用的物理化學(xué)處理技術(shù)有微電解、電催化、微波催化、臭氧催化、二氧化氯氧化等傳統(tǒng)技術(shù)。這些技術(shù)大多存在投資大、處理成本高、處理效果非常有限、抗沖擊能力差的缺陷。特別是當(dāng)廢水中有機(jī)污染物濃度高于20000mg/l時(shí)，傳統(tǒng)的物化方法需要加入大量氧化劑，處理成本高，而COD去除率僅為10%-30%，并且會(huì)產(chǎn)生新的物質(zhì)，造成二次污染。普通的膜處理方法也有局限性，常規(guī)的水處理膜處理方法也有相當(dāng)大的缺點(diǎn)。它們對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求極高，投資巨大，回收率低，產(chǎn)生的濃縮液更難處理。前置生化系統(tǒng)對(duì)污染物處理不徹底，會(huì)導(dǎo)致深度處理所需的膜組件被污染，影響處理效果。當(dāng)TDS變高時(shí)，膜處理的脫鹽率會(huì)急劇下降，膜污染、堵塞、腐蝕、使用壽命短等問(wèn)題亟待解決。同樣，生化處理技術(shù)在處理高濃度廢水時(shí)也存在一定的局限性和缺點(diǎn)。生化處理技術(shù)的應(yīng)用條件受到有機(jī)物濃度的限制，只能處理有機(jī)物濃度在中低水平范圍的有機(jī)廢水。對(duì)于高濃度的焦化廢水和富含油、酚等有機(jī)物的廢水，需要進(jìn)行預(yù)稀釋和預(yù)處理。但在厭氧過(guò)程中，微生物繁殖較慢，因此反應(yīng)器啟動(dòng)過(guò)程較慢，需要7~13周，增加了工作量和運(yùn)行成本。曝氣池首端有機(jī)物負(fù)荷高，所以耗氧率高。為了避免因缺氧而出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，進(jìn)水中有機(jī)物濃度不能太高，導(dǎo)致曝氣池體積大，占地面積大，基建費(fèi)用高。生物處理技術(shù)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)水量變化的適應(yīng)性低，運(yùn)行結(jié)果易受水質(zhì)水量變化的影響，脫氮除磷效果不理想。

2.高濃度難降解有機(jī)廢水處理的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

由于高濃度有機(jī)廢水中含有大量難降解有機(jī)污染物，傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)很難達(dá)到效果。有機(jī)污染物得不到有效降解，因此整個(gè)處理過(guò)程的結(jié)果達(dá)不到預(yù)期的效果和目標(biāo)。因此，當(dāng)前高濃度難降解有機(jī)廢水處理技術(shù)的研究趨勢(shì)主要包括以下幾個(gè)方面。

2.1資源化處理的研究方向

從目前我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的趨勢(shì)來(lái)看，僅僅要求處理后的廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。未來(lái)成熟有效的技術(shù)需要能夠更大程度地回收利用廢水中有價(jià)值的物質(zhì)。從某種角度來(lái)說(shuō)，高濃度有機(jī)廢水中含有的大量有機(jī)物不僅是大量的資源，還含有大量的有機(jī)鹽。如果不回收，會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)。如果能保證廢水處理達(dá)標(biāo)排放，統(tǒng)籌考慮資源回收利用，不僅可以降低處理成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，還可以為高濃度有機(jī)廢水處理技術(shù)的發(fā)展提供新的思路，更好地響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，為未來(lái)的技術(shù)趨勢(shì)提供良好的環(huán)境。

2.2低成本技術(shù)的研究方向

隨著科技的不斷發(fā)展，污水處理技術(shù)也日趨成熟。但是很多新技術(shù)看似很美，實(shí)際加工成本很高，令人望而卻步。一些比較有效的技術(shù)也因加工成本較高而使企業(yè)運(yùn)營(yíng)負(fù)擔(dān)較重，制約了企業(yè)的發(fā)展。因此，如何在保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)的同時(shí)降低廢水處理的成本，已成為目前工業(yè)廢水處理技術(shù)發(fā)展的最重要方向之一。要實(shí)現(xiàn)低成本治療，既可以簡(jiǎn)化治療流程，也可以優(yōu)化治療方案，但最主要的是改善和更新治療技術(shù)和方法。例如，催化氧化技術(shù)在催化劑的存在下，利用氧化劑將廢水中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水。催化氧化作為一種新型污水處理工藝，可以加速有機(jī)污染物與氧化劑的化學(xué)反應(yīng)，在降解反應(yīng)過(guò)程中生成氧化作用更強(qiáng)的新基團(tuán)，不僅可以有效處理水中的有機(jī)污染物，還可以有效催化活化臭氧分子。通過(guò)向反應(yīng)裝置中通入臭氧等氣體，在填料表面生成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基，可以有效地催化氧化臭氧，在提高臭氧利用率的同時(shí)，更大程度地去除有機(jī)污染物。解決了有機(jī)污染物降解不徹底的問(wèn)題。隨著研究的深入，催化氧化將是一種很有競(jìng)爭(zhēng)力的處理技術(shù)，對(duì)高濃度有機(jī)廢水的處理將有所幫助和有效。

2.3組合加工技術(shù)的研究方向

對(duì)于物理化學(xué)法、生化法等傳統(tǒng)處理方法無(wú)法奏效的問(wèn)題，強(qiáng)調(diào)預(yù)處理技術(shù)，研究物理化學(xué)處理與生物處理等幾種方法的耦合，是解決此類高濃度有機(jī)廢水污染問(wèn)題的重要突破方向。常見的工藝組合主要有:物化預(yù)處理+生化處理、厭氧酸化處理+好氧生化處理、電催化氧化預(yù)處理+生化處理、物化預(yù)處理+生化處理+深度處理。研究組合處理技術(shù)，努力降低處理成本，是目前解決這類高濃度有機(jī)廢水污染問(wèn)題的有效途徑。

3.多元組合加工技術(shù)介紹

介紹了一種高濃度有機(jī)廢水處理新技術(shù)，該技術(shù)綜合了多種處理方法，充分發(fā)揮了各單元技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將預(yù)處理技術(shù)、無(wú)害化技術(shù)和資源化技術(shù)有效結(jié)合。該組件包括預(yù)處理單元、超濾膜元件功能膜單元和蒸發(fā)單元。反滲透膜裝置結(jié)構(gòu)包括圓管承壓外殼、金屬密封片、法蘭盤、流體換向板、密封圓管承壓內(nèi)殼、布水器、內(nèi)拉桿、支撐導(dǎo)流板、隔膜、進(jìn)液管和出液管。

3.1高濃度有機(jī)廢水新處理工藝流程介紹

預(yù)處理單元包括廢水調(diào)節(jié)池、水泵和過(guò)濾系統(tǒng)，可以是以下幾種:超濾過(guò)濾系統(tǒng)、微濾過(guò)濾系統(tǒng)和砂濾系統(tǒng)。工業(yè)廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理單元去除膠體和懸浮顆粒，成為預(yù)處理廢水，然后進(jìn)入超濾膜元件的功能膜單元進(jìn)行第二步處理。

第二步超濾膜元件的功能膜單元包括水泵和反滲透膜裝置。水泵的作用是將預(yù)處理后的廢水泵入反滲透膜裝置進(jìn)行反滲透處理。處理后的濃縮液和透過(guò)液從反滲透膜裝置排出，透過(guò)液直接排放或深度處理回用。濃縮液進(jìn)入蒸發(fā)單元進(jìn)行第三步處理。

第三步，蒸發(fā)單元采用機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)和多效蒸發(fā)對(duì)濃縮液中的水和污染物進(jìn)行再處理。機(jī)組對(duì)第一次產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行機(jī)械壓縮，加熱后再作為加熱熱源，或者直接將第一次產(chǎn)生的蒸汽作為第二級(jí)熱源，再將第二次產(chǎn)生的蒸汽作為第三級(jí)熱源。這樣，濃縮液反復(fù)蒸發(fā)分離，使?jié)饪s液中大部分水分進(jìn)入冷凝液，大量鹽分和有機(jī)物沉淀成殘?jiān)?，從而完成各種高濃度污染物與水相的徹底分離，普通冷凝液直接排放或深度處理回用，含有揮發(fā)性溶質(zhì)的冷凝液。

3.2反滲透膜裝置結(jié)構(gòu)介紹

反滲透膜裝置包括圓管承壓殼體，圓管承壓殼體的上下兩端分別設(shè)有金屬密封板和法蘭；圓管承壓殼體的上下兩端靠近金屬密封板和法蘭的位置分別設(shè)有流體換向盤；圓管承壓殼與兩個(gè)流體換向盤之間設(shè)有密封的圓管承壓內(nèi)殼；密封圓管承壓內(nèi)殼內(nèi)設(shè)有支撐導(dǎo)流盤和隔板。密封圓管承壓內(nèi)殼的下端還設(shè)有布水器，布水器的中心位置設(shè)有貫穿支撐導(dǎo)流板、隔膜、上流體換向盤和金屬密封片的內(nèi)拉桿，內(nèi)拉桿的兩側(cè)分別設(shè)有進(jìn)液管和出液管， 從而可以一起使用至少兩個(gè)導(dǎo)流盤和一個(gè)隔板，導(dǎo)流盤包括導(dǎo)流器主體，導(dǎo)流器主體是在導(dǎo)流盤的中心位置具有孔的盤。 導(dǎo)流盤中空的內(nèi)徑與內(nèi)拉桿相匹配，導(dǎo)流盤主體表面還設(shè)有凸臺(tái)，凸臺(tái)上設(shè)有兩條導(dǎo)流裂紋，膜片上設(shè)有兩條與導(dǎo)流裂紋相匹配的定向裂紋。

進(jìn)一步地，密封圓管承壓內(nèi)殼具有內(nèi)壁和外壁，內(nèi)壁和外壁之間的空間形成空腔，空腔的下內(nèi)壁設(shè)有開口，開口通過(guò)布水器與孔連通，進(jìn)液管依次穿過(guò)金屬密封片、流體換向盤和密封圓管承壓內(nèi)殼的外壁與密封圓管承壓內(nèi)殼的空腔連接。出液管依次穿過(guò)金屬壓塊、流體反向盤和密封圓管承壓內(nèi)殼，并與密封圓管承壓內(nèi)殼的內(nèi)部空間連通；內(nèi)拉桿包括設(shè)置在軸心位置的內(nèi)實(shí)心桿；在內(nèi)實(shí)心桿的外面設(shè)有外空心管；外空心管的內(nèi)徑大于內(nèi)實(shí)心桿的直徑；內(nèi)實(shí)心桿和外空心管之間還設(shè)有加強(qiáng)筋；外空心管的管壁上還設(shè)有與密封圓管承壓內(nèi)殼內(nèi)部空間相通的小孔。

進(jìn)一步地，上述支撐導(dǎo)向盤的數(shù)量至少為兩個(gè)，它們重疊在密封圓管承壓內(nèi)殼的內(nèi)部空間中，每?jī)蓚€(gè)相鄰的支撐導(dǎo)向盤之間還設(shè)置有隔膜，兩個(gè)導(dǎo)向槽對(duì)稱設(shè)置在導(dǎo)向盤主體上，兩個(gè)導(dǎo)向槽在導(dǎo)向盤主體的同一直徑上，導(dǎo)向槽的長(zhǎng)度與導(dǎo)向盤主體的半徑相同。導(dǎo)流缺口為傾斜范圍為30-60度的傾斜滑道，徑向從上部向下部延伸，軸向向相反方向突出。上滑道和下滑道分別位于導(dǎo)流盤體的上側(cè)和下側(cè)，導(dǎo)流缺口上垂直設(shè)置有至少一個(gè)支撐骨，即導(dǎo)流缺口被支撐骨分隔成至少兩個(gè)通道部分，支撐骨的突出部分抵靠在隔膜定向裂縫的邊緣部分。隔板通過(guò)支撐骨固定在兩個(gè)導(dǎo)流板體的中間，導(dǎo)流板缺口的外側(cè)還設(shè)有定位結(jié)構(gòu)，定位結(jié)構(gòu)包括分別位于導(dǎo)流板體上下兩側(cè)的卡槽和卡塊，導(dǎo)流板內(nèi)的孔的外側(cè)設(shè)有一圈沿半徑方向排列的凸齒， 凸齒固定在導(dǎo)流板本體的內(nèi)緣，凸齒之間有間隙，該間隙為導(dǎo)流板間隙。 凸齒的上下表面分別高于導(dǎo)流板主體的上下表面，以更好地定位導(dǎo)流板主體，導(dǎo)流板中的孔的外側(cè)相鄰位置設(shè)有O型圈固定槽，O型圈固定槽有兩個(gè)，分別位于導(dǎo)流板主體的上下兩側(cè)，O型圈固定槽的外側(cè)還設(shè)有用于更好地固定O型圈的突起。

該裝置的凸臺(tái)為凸點(diǎn)，凸點(diǎn)按一定弧度依次排列在導(dǎo)流板本體的兩側(cè)。凸臺(tái)為凸條，凸條按一定弧度依次設(shè)置在導(dǎo)流板本體的兩側(cè)。另外，膜片為圓形或正多邊形，膜片的中間位置還設(shè)有與導(dǎo)流板上的孔直徑相同的膜片中間孔。膜片由上下兩層過(guò)濾片和中間的支撐片組成，過(guò)濾片和支撐片的邊緣接觸處相互融合形成除膜片中間孔外的膜邊緣。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置兩條導(dǎo)流縫，將整個(gè)導(dǎo)流盤分為左右兩部分，在左右兩側(cè)分別形成半圓形的液體流道，減少了污水在流動(dòng)過(guò)程中的壓力損失，提高了污水凈化的效率，也提高了使用效果；裝置中設(shè)有凸條，進(jìn)一步降低了污水在流動(dòng)過(guò)程中的壓力損失，更好地利用了生產(chǎn)資源。降低了生產(chǎn)損耗，同時(shí)凸條與膜片的接觸面積更大，進(jìn)一步降低了膜片表面的應(yīng)力，更好地防止了膜片在使用過(guò)程中的損壞，提高了膜片的使用壽命，進(jìn)一步減少了使用過(guò)程中的維修次數(shù)，大大提高了使用效果。支撐導(dǎo)流板采用凸線代替現(xiàn)有技術(shù)中的凸點(diǎn)，使水流呈旋渦螺旋運(yùn)動(dòng)時(shí)螺旋間的轉(zhuǎn)折處更加平緩，減少了水流轉(zhuǎn)折時(shí)的局部水力損失，進(jìn)一步提高了污水處理的效率和經(jīng)濟(jì)效益。

經(jīng)測(cè)試，多單元組合技術(shù)處理廢液后，有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)鹽的去除率可高達(dá)99%以上，保證污水處理系統(tǒng)的出水水質(zhì)能真正達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn)排放，大大減少了濃縮廢水量和大量產(chǎn)水，從而減少了后期濃縮液處理的投資，總投資減少20%以上，噸水處理成本僅為傳統(tǒng)物理化學(xué)法的20%-30%，且穩(wěn)定。

4.結(jié)論

高濃度難降解有機(jī)廢水對(duì)水環(huán)境的影響很大，且影響時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，實(shí)際處理也比較困難。然而，傳統(tǒng)的處理工藝存在成本高、效率低等諸多問(wèn)題。解決高濃度廢水問(wèn)題，需要深入分析和了解高濃度難降解有機(jī)廢水的水質(zhì)，加強(qiáng)高濃度有機(jī)廢水處理技術(shù)的應(yīng)用研究。(來(lái)源:武漢輕工大學(xué))

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標(biāo)簽:  高濃度有機(jī)廢水處理技術(shù)