[发明专利]一种节能综合化工废水深度处理系统及其处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于综合化工废水的深度处理系统及其方法，属于废水治理技术领域。

背景技术

随着我国工业的发展，国内工业园区大量涌现，目前已建成的各类型工业园区已有近7000家，其中大部分为化工园区，园区企业排放了大量的化工废水，由于化工种类众多，上述废水统称为综合化工废水。

综合化工废水成分复杂、种类繁多，其中含有的难降解有机物、重金属和一些有毒污染物都难以在天然水体的自净作用下得到降解。若这些污染物未经处理直接排放到水体中，不仅造成水体污染，而且会严重影响和危害周围环境，危及人们的身体健康。因此，必须重视并有效处理综合化工废水，开发经济可行的难降解工业污染物的处理方法。

综合化工废水的主要来源有以下几个方面：

化工生产原料；特定生产工艺过程中排放的废水；生产过程中产生的副产物；冷却水；由于原材料和产品在生产过程、运输和贮存中存在物料流失或者由于雨水浸蚀而形成的废水。综合化工废水中通常还有大量无机和有机污染物，由于化工产品多种多样，生产工艺各不相同，特别是有机化工废水中含有大量人工合成的有机化合物，因此化工废水污染性很强，难以降解。综合化工废水水质一般具有以下特点：

(1)含有大量有毒或难降解物质，可生化性差。在综合化工废水的有机污染物组成中，很大一部分为多环芳烃、杂环类化合物、有机染料，以及有机氰化物等，这些有机物化学结构稳定，自然界微生物没有能分解破坏其化学结构的酶系统。

(2)组分复杂。很多化工园区的综合废水集结了焦化、纺织印染、医药、石油化工等多种行业的工业废水，由于不同行业生产原料和工艺过程不同，综合化工废水中有机污染成分十分复杂。

(3)含盐量较高。部分综合化工废水中盐的质量分数不小于1％。高盐度会对生物活性造成很强的抑制作用，影响有机物的降解，甚至引起生物系统的崩溃。

(4)水质、水量不稳定。大多数化工企业排放的废水水质和水量不稳定，不利于废水处理工艺的稳定运行。

目前国内外处理此类工业废水的方法主要为物理化学法和生物法。由于生物法具有基建投资和运行成本低、有效、无害等特点，是当前理想和主导的方法。

综合化工废水的各种处理方法都有其优点和不足，物理化学方法由于其操作性强、对难降解污染物处理效率高，常用于综合化工废水的预处理或深度处理，但其中均存在一定的不足，例如混凝沉淀、活性炭吸附、膜过滤等方法只是污染物相的转移，并没有实现污染物的彻底降解；高级氧化法处理效率高、反应快，在处理难降解废水时效果显著，但该类反应器的制造和运行成本高、反应条件要求严格，不适用于升级改造已有的废水处理工艺。同样的，其它多数物理化学方法均存在能源消耗大、投资运行成本高的缺点，制约了其在化工废水处理中的大规模应用。

生物处理技术的成本低，目前仍是主要的处理技术，但由于综合化工废水中大量难降解有机物和生物抑制性物质的存在，往往造成了生物处理系统效率低、运行不稳定等问题。为提高生物处理效果，通常会采取延长水力停留时间或稀释原水以降低生物系统的进水负荷等措施，但这种方式仍然得不到理想的效果，也不经济，所以工程上通常会采用以生物处理为主体，物理化学方法作为预处理和深度处理的组合工艺，或采取一些生物强化手段来提高综合化工废水的处理效果。

为此，有必要重新分析综合化工废水的特性，在生化处理的基础上，开发节能、高效的综合化工废水深度处理技术。

渗透作用是两种不同浓度的溶液隔以半透膜(允许溶剂分子通过，不允许溶质分子通过的膜)，水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。其发生的条件有两个：一是有半透膜，二是半透膜两侧有物质的量浓度差。

渗透作用又可分为正渗透(FO)、反渗透(RO)和压力阻尼渗透(PRO)。

正渗透(FO)过程是以半透膜两侧的渗透压差为驱动力，溶液中的水分子从高水化学势区(低离子浓度溶液)通过半透膜向低水化学势区(高离子浓度溶液)传递，而溶质分子或离子被阻挡的一种渗透过程。

反渗透(RO)过程，是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和正渗透的方向相反，故称反渗透。可以利用不同物料的渗透压差异，使用大于渗透压的反渗透压力，达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。

压力阻尼渗透(PRO)是介于正渗透和反渗透过程的中间过程，是指在渗透压差的反方向上施加压力，与反渗透过程相似，然而水分子仍然是扩散到高离子浓度一侧，与正渗透过程相似。