[实用新型]一种正渗透难降解有机废水处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于对难生物降解的有机废水进行处理的装置，属于废水处理技术领域。

背景技术

水污染问题是我国面临的主要环境问题之一。据统计，工业废水占到了总污水量的百分之七十以上，而工业废水中绝大部分都属于高浓度的有机废水。高浓度有机废水主要来源于造纸、皮革、食品以及化工等行业排出的COD 浓度在2000mg/L 以上的废水，有机废水中含有难降解有机化合物的污染水被称为难降解的有机废水，难降解有机物通常指的是在微生物或者是特定条件下都不能快速分解或分解不彻底的有机物。这类污染物存在的形式总是富集在生物体内，对水体造成潜在的危险和污染。

根据水体中有机污染物存在的化学结构和其特性的不同，人们把难降解的有机污染物主要分为以下几个类别：卤代的脂肪烃和酯、有机物的氯代化合物、具有单环芳香性质的化合物、酚类以及甲酚类等。

难降解有机废水一般具有的特征都包括以下几个方面，即污染物的分子量相对较大、污染物的毒性较强、污染物的结构及成分相对复杂、污染物存在于水体中的化学需氧量一般较高、水体中简单存在的微生物无法有效的将这些污染物分解。而在水体中的长期残留性、生物积累性、半挥发性以及高毒性是这些难降解有机化工废水中污染物的主要特点。高浓度、难降解的有机物之所以会在水中生物体内的浓度越来越大是因为它高脂溶的性质。此外，对于一些特殊的高浓度、难降解有机化合物来说，其自身的挥发性是一大特点，因此可以在自然界中任意漂移，对这种污染物的处理难度将会更大。

高浓度难降解有机废水的危害主要体现在其对人体及环境的危害上，这种类型的污染源都具有致癌或毒性，而经过多年的研究，人们总结出了高浓度、难降解有机废水对人体的主要危害，根据危害的程度不同可以分为急性危害、慢性危害和潜在危害。

急性危害指的是人体与这类物质接触之后可以在短时间内就体现出发病或者致毒的特征；而这类污染源对人体的慢性危害主要指的是人体经过与这类物质的长期接触之后，并且这类毒素在体内积累了一定量之后才会出现病变的特征，因此慢性危害又称为积蓄中毒。

由于高浓度难生物降解有机废水对水环境污染程度严重且处理难度大，因此高浓度难生物降解有机废水处理技术的研究一直是水处理技术研究的重点。经过多年的研究和总结，人们对高浓度、难降解有机废水有了更深刻的认识，也探究出了有效处理这类废水的主要措施，一般都是以下几点：化学氧化法、溶剂萃取法、吸附法、光催化法以及生化处理法等，其中生物处理技术在处理农药、制药、印刷等行业有机废水中经济性较好，且不会产生二次污染。应用生物处理技术进行高浓度难降解有机废水处理，其方法主要为好氧生物、厌氧生物、酶生物处理技术与发酵工程。化学处理技术则是建立于化学原理及化学作用的基础上，将高浓度难生物降解有机废水中污染物成分转变为无害物质，达到净化废水的目的，常用的方法为焚烧法、催化氧化法、电化学氧化法等。

物化处理技术在处理高浓度难生物降解废水处理时，将废水中污染物通过相转移变化实现净化目标，以萃取法应用较为广泛。萃取法进行高浓度难降解有机废水其成本较低，操作简单，可以有效回收主要污染物，尤其是脉冲萃取技术的应用，其效果较好。

这些方法的存在给高浓度、难降解有机化工废水的处理开启了新的道路，但是这些方法也都有其自身的优缺点。如中国专利文献CN102381812A公开的《一种利用O₃催化氧化深度处理难生物降解有机废水的方法及装置》、CN103539296A公开的《处理高浓度难生物降解有机废水的方法及其装置》以及CN1264761C公开的《难生物降解有机废水处理方法及其装置》，工艺过程复杂，成本高，处理效果有待提高。

为此，有必要重新分析难生物降解有机废水的特性，在生化处理的基础上，开发节能、高效的难生物降解有机废水深度处理技术。

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。