項目概況
化工中間體有機合成廢水主要包含車間生產(chǎn)過程中的中和廢水、精餾廢水、水洗分層廢水、離心廢水、蒸餾冷凝水、循環(huán)排污水和生活廢水等，主要劃分為高鹽高COD廢水、低鹽高COD廢水和一般水污染物，SS含量高，水量較大，屬于難降解類有機廢水。有機合成廢水一般情況下的處理工藝為預(yù)處理+厭氧塔+A2/O生化處理，但是目前工藝中生化二沉池出水中COD、 SS和色度難以實現(xiàn)直接回用，因此需對廢水進(jìn)行深度處理，逐步實現(xiàn)出水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。
山東某化工集團有限公司，是山東省著名的化工中間體重點監(jiān)管排污企業(yè)之一，污水總產(chǎn)生量2000m3/d，現(xiàn)有污水站污水處理及排放能力幾乎飽和，隨著環(huán)保形勢的日益嚴(yán)峻，監(jiān)管部門和園區(qū)污水處理廠對企業(yè)總需水量和總排水量的限制也日益加大。為了實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，該公司決定在現(xiàn)有污水站基礎(chǔ)上增加中水回用系統(tǒng)，最終回用水量為1000m3/d，主要用于敞開式冷卻循環(huán)水系統(tǒng)補充水。
設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)如下：
回用水水質(zhì)要求達(dá)到《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》GB/T50050-2017的再生水用于間冷開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水的水質(zhì)指標(biāo)，送循環(huán)水系統(tǒng)做補充水。水質(zhì)指標(biāo)詳見下表：
龍安泰環(huán)保技術(shù)
山東龍安泰環(huán)保科技有限公司在充分了解客戶需求以后，對比了以下四種主體的工藝技術(shù)：(1)LFD 流體催化氧化工藝；(2)臭氧催化氧化工藝；(3)LEC電催化氧化工藝；(4)超濾-反滲透-納濾+多效蒸發(fā)工藝，這四種工藝均可相互聯(lián)合用于此化工合成廢水的深度處理。但是在充分對比提高可生化性、總?cè)芙夤腆w增加量、污泥產(chǎn)生量、能源消耗量、藥劑消耗量、是否造成二次污染等多重因素，最終選擇了“臭氧催化氧化+BAF曝氣生物濾池+UF超濾+RO反滲透+NF納濾分鹽+DTRO高壓反滲透”工藝。
整套工藝優(yōu)勢
一、采用龍安泰環(huán)保自主研發(fā)的高效臭氧催化劑催化O3在水中分解，生成具有強氧化性的·OH，氧化去除水中的大部分有機物，并將大分子有機物氧化為小分子有機物。
臭氧催化劑是龍安泰環(huán)保專為提高臭氧氧化效率而開發(fā)的臭氧專用催化劑。與市面碳基、鋁基、陶粒載體填料相比，臭氧催化劑以硅鋁復(fù)合材料為載體，具有催化活性高、使用壽命長、強度高、耐磨損、比表面積大、效率高等特點，是新一代臭氧催化氧化的理想催化劑。
龍安泰環(huán)保臭氧催化劑關(guān)鍵創(chuàng)新點：
(1)采用復(fù)合型高強度硅鋁為催化載體，負(fù)載不易流失催化組分，提高催化劑的穩(wěn)定性能。載體制備采用特殊粘合材料，機械強度大、使用壽命長。
(2)精心篩選催化劑的載體及活性組分，采用過渡金屬、稀有金屬、稀土金屬作為有效催化組分，保證臭氧氧化效應(yīng)持續(xù)高效。
(3)采用多種金屬氧化物為催化組分，加強催化劑對不同廢水的適應(yīng)性的同時提高催化活性，高溫?zé)Y(jié)技術(shù)在保證活性組分高利用率、高附著度的同時，減少催化填料流失率，防止二次污染。
(4)催化填料強度≥100N/顆，比表面積≥200㎡/g，催化填料無損耗，無需定期投加。
(5)可以降低反應(yīng)活化能或改變反應(yīng)歷程，從而達(dá)到深度氧化、最大限度地去除有機污染物的目的。
臭氧催化劑主要技術(shù)指標(biāo)：
二、 BAF曝氣生物濾池利用微生物的好氧代謝作用進(jìn)一步去除水中的有機物，其工藝原理為在濾池中裝填一定量粒徑較小的粒狀陶粒濾料，濾料表面生長著高活性的生物膜，濾池內(nèi)部曝氣。污水流經(jīng)時，利用濾料的高比表面積帶來的高濃度生物膜的氧化降解能力對污水進(jìn)行快速凈化。
三、UF超濾主要作用為進(jìn)一步去除懸浮物、膠體、黏泥、微生物、大分子有機物等能夠?qū)Ψ礉B透膜造成污堵的雜質(zhì)，滿足反滲透進(jìn)水 SDI<5 的要求。超濾膜篩分過程，是以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)原液流過膜表面時，超濾膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，因而實現(xiàn)對原液的凈化、分離和濃縮的目的。超濾膜的孔徑只有幾納米到幾十納米，可分離分子量大于500道爾頓、粒徑大于2~20納米的顆粒。
四、 RO反滲透運用物理方式對污水進(jìn)行脫鹽，回收部分除鹽水，反滲透的工作原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據(jù)其他物質(zhì)不能透過半透膜而將這些物質(zhì)和水分離開來。反滲透膜的膜孔徑非常小(僅為 0.001μm 左右)，因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等(去除率高達(dá) 97%-98%)，RO膜元件采用抗污染膜型。大大減少了沖洗和更換頻率，減少了運行成本。
五、NF納濾同樣是運用物理方式通過納濾膜組件對氯化鈉和硫酸鈉進(jìn)行分鹽，產(chǎn)水側(cè)以氯化鈉為主，硫酸鈉含量較低。濃水側(cè)為氯化鈉和硫酸鈉混合液。
六、 DTRO高壓反滲透對納濾產(chǎn)水進(jìn)行濃縮，提高濃水側(cè)鹽分濃度，減少蒸發(fā)量，并回收部分除鹽水，膜元件同樣采用抗污染膜型。
為保證膜系統(tǒng)運行的連續(xù)穩(wěn)定性，需進(jìn)行以下考慮：
(1)無機污堵：主要為懸浮物、膠體污堵，該問題容易解決，采用混凝澄清、介質(zhì)過濾及超濾等方式可完全滿足膜進(jìn)水要求，保證進(jìn)膜廢水的SDI<5。
(2)無機結(jié)垢：主要為硫酸鈣、氟化鈣結(jié)垢及硅結(jié)垢。原水中氟離子和硅濃度很低，無結(jié)垢風(fēng)險，但非常容易發(fā)生硫酸鈣結(jié)垢，一旦發(fā)生上述結(jié)垢，無法通過酸洗的方式恢復(fù)性能。因此，可采用兩步軟化方式，首先通過在水中投加石灰預(yù)先去除大部分硬度，再通過弱酸樹脂通過離子交換的方式進(jìn)一步去除水中的硬度，這樣保證進(jìn)膜廢水的硬度很低，不會發(fā)生硫酸鈣結(jié)垢。
(3)有機污堵：水中存在有機物的情況下該問題難以避免，高有機物濃度會加速膜的污染，增加清洗頻次，縮短膜壽命。需控制進(jìn)膜前的有機物濃度，采用臭氧催化氧化+BAF曝氣生物濾池成熟組合工藝去除水中有機物，與單純的物理吸附和化學(xué)氧化工藝相比，該組合工藝運行費用較低。考慮生化系統(tǒng)運行出水的波動性，增設(shè)活性炭投加裝置作為應(yīng)急措施，防止有機物濃度升高對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成沖擊。
