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高濃度有機廢水概述

　　高濃度有機廢水，如酒精廢液、制藥行業(yè)廢水、垃圾滲濾液等，是指COD濃度在2000mg/L以上的廢水，其特點是水中的懸浮物含量高，色度高，有異味，有機物濃度高，水質(zhì)的成分復(fù)雜，不易進(jìn)行生物降解，處理難度很高，采用一般的廢水處理方法難以滿足高濃度有機 廢水凈化處理的技術(shù)和經(jīng)濟要求，因此，對其進(jìn)行有效處理方法的研究已逐漸成為環(huán)境保護(hù)技術(shù)的熱點研究課題之一高濃度有機廢水的來源主要有:農(nóng)業(yè)行業(yè)生產(chǎn)的廢水，該廢水降解性強，所含的有機物質(zhì)無害;制藥廢水、化工廢水等，這類廢水含有一定有害離子與化學(xué)物質(zhì);精細(xì)化工廢水，這類廢水所含成分復(fù)雜且毒性強，對環(huán)境影響大。

　　高濃度有機廢水濃縮處理技術(shù)研究現(xiàn)狀

　　高濃度有機廢水的濃縮處理，目的是先將高濃度有機廢水進(jìn)行濃縮，然后采用焚燒法等方法進(jìn)行處理，這樣可以節(jié)約處理成本，從而使高濃度有機廢水得到有效的治理。高濃度有機廢水的濃縮方法目前主要有:冷凍濃縮、蒸發(fā)濃縮、燃燒濃縮、膜濃縮等。

　　冷凍濃縮

　　冷凍濃縮是處理高濃度有機廢水的一種新方法，它利用的是冷凍分離的固液相平衡的原理。采用冷凍濃縮地方法對COD濃度在10000mg/L以上的利用啤酒自配的高濃度有機廢水進(jìn)行處理，

　　在冷凍時間為12～24h，冷凍溫度為-16～-12℃時，COD和TOC的去除率達(dá)到70%以上。采用冷凍濃縮與膜濃縮結(jié)合的方法處理有機廢水，發(fā)現(xiàn)可以達(dá)到很好的處理效果，比單獨使用膜濃縮更經(jīng)濟。冷凍濃縮對廢水無選擇性，尤其適合處理有惡臭氣味、易揮發(fā)的有機廢水，但是應(yīng)用到實際有限制，且設(shè)備及操作費用較高，操作不宜控制。

　　蒸發(fā)濃縮

　　蒸發(fā)濃縮是指通過采用低溫真空或減壓等方法，對高濃度有機廢水蒸發(fā)濃縮處理。采用減壓蒸發(fā)濃縮的方法對某化工廠的高濃度有機廢水進(jìn)行處理，進(jìn)COD濃度為45×104～55×104mg/L時，COD的去除率達(dá)90%以上。通過低溫真空蒸發(fā)法對垃圾滲濾液處理站的反滲透濃縮液進(jìn)行處理，廢液的COD為3000mg/L，處理后COD的蒸發(fā)率為62.5%。

　　市垃圾滲濾液處理廠對垃圾滲濾液采用四級閃蒸法濃縮處理，CODcr的去除率可達(dá)99.5%，同時NH3-N去除率為98.5%。蒸發(fā)濃縮可以回收有機廢水中有價值的成分，但是在蒸發(fā)濃縮的過程中會有結(jié)垢等問題。

　　燃燒濃縮

　　燃燒法是在燃燒爐內(nèi)將廢液與煤粉混燒，從而使高濃度有機廢液中的有機物達(dá)到濃縮的目的。酒精廢醪液有機物含量大，COD濃度在105mg/L以上，采用燃燒法處理酒精廢醪液，COD的去除率可達(dá)99%以上。燃燒濃縮對廢水濃縮處理后，燃燒的熱量及濃縮過程產(chǎn)生的冷凝水均可用作生產(chǎn)，但是該方法投資費用較大，電耗較高，且在燃燒時廢水中的鹽分會腐蝕設(shè)備。

　　膜分離濃縮

　　膜濃縮高濃度有機廢水的原理是廢水通過膜時，在兩側(cè)施加某種推動力，廢水中的有機物就會選擇性的透過膜，從而達(dá)到濃縮有機物的目的。根據(jù)膜孔徑的大小，膜分離技術(shù)可以分為微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等。

　　超濾膜濃縮

　　超濾又稱超過濾，膜表面的機械篩分是超濾分離的主要機理，同時膜表面和膜孔的吸附以及膜孔阻滯也在起著截留作用。超濾截留分子粒徑范圍在0.01～0.1μm之間，在外界壓力的作用下水和小分子物質(zhì)透過孔徑成為滲濾液，而水中的膠體、細(xì)菌等則被截留。

　　利用超濾技術(shù)對微生物胞外多糖PS-9415發(fā)酵液進(jìn)行濃縮分離的研究，結(jié)果表明在0.05MPa下對3%的料液超濾濃縮，可得到5.8%的濃縮液，多糖回收率為82.7%;在0.1MPa下對0.5%的料液超濾濃縮，濃度提高了4.9倍.

　　納濾膜濃縮

　　納濾，是操作壓力和分離效果處于超濾和反滲透之間的一種壓力驅(qū)動膜分離技術(shù)，分離原理主要近似機械篩分，同時納濾膜本身帶有電荷也起到了截留的作用，納濾的截留分子粒徑范圍在0.5nm～0.01μm之間。納濾相比于超濾和反滲透，相對分子質(zhì)量低于200的有機物和單價離子被截留的效果較差，而對于相對分子質(zhì)量介于200～500之間的有機物及二價或多價離子的截留率很高。通過超濾-納濾連續(xù)性實驗對土霉素進(jìn)行分離提純，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用超濾平均收率為95%，結(jié)晶收率為94.5%左右，產(chǎn)品純度為96%，廢水的CODcr值比原來平均減少了37%，再進(jìn)行納濾濃縮2.5倍后的平均結(jié)晶收率為96%，純度為98.4%，排放廢水中CODcr總量減少了近2.5倍。

　　反滲透濃縮

　　反滲透又稱逆滲透，是滲透過程的逆過程，即溶劑透過膜從濃溶液向稀溶液流動，在分離過程中通過增加大于本身滲透壓的壓力，使溶劑逆著自然滲透的方向滲透，反滲透膜孔徑小，截留分子粒徑范圍小于等于0.5nm，逆著自然滲透的方向滲透。

　　反滲透技術(shù)在各種膜分離技術(shù)中，近年來已經(jīng)成為發(fā)展最快，應(yīng)用最普及的一種。采用高耐污反滲透技術(shù)對沼澤進(jìn)行濃縮，沼液COD濃度為10000mg/L以上，采用反滲透COD去除率可達(dá)95%以上，NH3-N的去除率也在90%以上，且滲透液的水質(zhì)可以達(dá)到調(diào)漿等的回用標(biāo)準(zhǔn)。

　　膜蒸餾濃縮

　　膜蒸餾技術(shù)是指通過使用疏水性微孔膜(水溶液不能通過)，由于兩側(cè)的蒸汽壓差不同，蒸汽可通過膜從熱側(cè)向冷側(cè)進(jìn)行傳輸，而其他非揮發(fā)性組分被留在熱側(cè)，從而實現(xiàn)分離或提純的目的。對COD濃度為30000mg/L左右的高鹽有機廢水采用膜蒸餾技術(shù)(MD)處理，COD的去除率可達(dá)99.5%以上。膜處理技術(shù)具有能耗低、適應(yīng)性強、濃縮過程無相態(tài)變化等優(yōu)點，但是膜對廢水的處理具有選擇性。