[发明专利]一种新的有机废水处理和资源化技术

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种工业有机废水的处理方法和资源化技术，特别涉及含有苯酚、苯胺、甲苯、四氢呋喃、环己醇、N，N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇、乙醇、甲酸中的一种或两种或两种以上有机质的有机废水的处理和资源化的技术。

(二)背景技术

水是生命之源，是人类和其它一切生物生存和发展的物质基础，也是社会经济发展重要而宝贵的资源。随着经济的发展和人口的增长，水资源的短缺已成为当代社会突出的环境问题。我国人均拥有水量2200立方米，不足世界平均水平的三分之一，是世界上缺水最严重的国家之一；而且工业用水约占20％，主要工业产品的平均用水量比发达国家高几十倍甚至上百倍，不仅加剧了用水的紧张，而且产生大量污水污染环境。根据国家环保总局发布的“2005年全国环境统计公报”显示，2005年，全国废水排放总量524.5亿吨，比上年增加8.7％。其中工业废水排放量243.1亿吨，比上年增加10.0％。工业污染源废水污染治理投资133.7亿元，比上年增加26.6％。“水体污染控制与治理”被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》16个重大专题之一。因此，开展污水处理研究具有重要的理论和实际意义。现有的有机废水处理技术粗略分为生物处理技术、化学处理技术以及物化处理技术三类：

生物处理是废水净化的主要技术之一，具有经济可行、无二次污染等特点。生物处理高浓度有机废水的主要方法有好氧、厌氧和酶生物处理技术以及发酵工程等。

活性污泥法(Activated sludge)是传统的好氧生物处理技术，于1914年首先在英国应用。其工作原理是：在有机废水中通过曝气供氧，促进微生物生长形成活性污泥，利用活性污泥的吸附、氧化分解、凝聚和沉降性能来净化废水中的有机污染物。处理过程中，有机降解是依赖活性污泥的吸附与氧化分解能力，而水-泥分离则是利用活性污泥的凝聚和沉降性能。生物膜法(Biofilm techniques)也是好氧生物处理技术的一种，其在处理废水的反应器中添加介质(填料)作为微生物附着的载体，在分解有机污染物过程中，微生物在介质的表面上生长繁殖，逐步形成粘液状的膜，然后，利用固着在介质表面的这种微生物膜来净化污水。在分解有机污染物的过程中，载体上微生物的生长会使膜逐步增厚，形成表层好氧、内层兼氧和厌氧的微生态环境，因此生物膜法具有一定的厌氧降解功能。生物膜增厚至一定程度会自动脱落，形成污泥，残留或新附着在介质表面的微生物将继续生长繁殖，形成新的生物膜。因此生物膜法具有无需污泥回流、膜的生物活性高、反应稳定等优点。

厌氧消化工艺在其它领域(例如发酵工业、酿酒、制酱等)的应用具有悠久的历史，但直到1881年英国Louis Mouras开发了处理污水污泥的自动净化器，这项技术才在水环境保护中得到应用和发展。随后世界各国设计研制了多种早期的厌氧装置，如化粪池、双层沉淀池、专用消化池等，今天仍用于下水道污液处理和污水厂污泥消化中。20世纪70年代起，厌氧消化工艺由于兼备产能和低能耗的双重优点引起人们的重视，继而研制和开发出一大批类似好氧降解技术的厌氧反应器，如厌氧滤池(AF)、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFB)、厌氧附着膨胀床(AAFEB)、厌氧生物转盘(ABRD)和厌氧折流板反应器(ABR)等。新型厌氧反应器的共同特点是有机负荷大(20～60kgVSSm)与反应时间(HRT)相对短(由原来数天、数十天缩短至数十小时，甚至数小时)。近年来，厌氧技术的应用范围已扩展到高、中、低浓度的多种工、农、养殖业有机废水和生活污水的处理。厌氧生物技术仍然存在的主要缺陷是：由于出水水质难以达到直接排放标准而引发的“后处理”问题。

总的来说，微生物法处理有机废水是目前使用最广泛的一种。但是，生物法具有菌种培养周期长，稳定性和连续性差；细菌发酵过程中彼此之间的抑制，发酵末端产物对细菌的反馈抑制等；另外，有机废水中存在许多生物难降解的有机物，使得生物法难以彻底有效的处理有机废水。

化学处理技术是应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法，包括焚烧法、Fenton氧化法、臭氧氧化法、湿式催化氧化法、光催化氧化法、电化学氧化法等。