項目概況
化工中間體有機合成廢水主要包含車間生產過程中的中和廢水、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和色度難以實現直接回用，因此需對廢水進行深度處理，逐步實現出水達到回用標準。
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管排污企業之一，污水總產生量2000m3/d，現有污水站污水處理及排放能力幾乎飽和，隨著環保形勢的日益嚴峻，監管部門和園區污水處理廠對企業總需水量和總排水量的限制也日益加大。為了實現企業的可持續發展，該公司決定在現有污水站基礎上增加中水回用系統，最終回用水量為1000m3/d，主要用于敞開式冷卻循環水系統補充水。
設計進水水質如下：
回用水水質要求達到《工業循環冷卻水處理設計規范》GB/T50050-2017的再生水用于間冷開式循環冷卻水系統補充水的水質指標，送循環水系統做補充水。水質指標詳見下表：
龍安泰環保技術
山東龍安泰環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：(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+多效蒸發工藝，這四種工藝均可相互聯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、總溶解固體增加量、污泥產生量、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。
整套工藝優勢
一、采用龍安泰環保自主研發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保專為提高臭氧氧化效率而開發的臭氧專用催化劑。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。
龍安泰環保臭氧催化劑關鍵創新點：
(1)采用復合型高強度硅鋁為催化載體，負載不易流失催化組分，提高催化劑的穩定性能。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，保證臭氧氧化效應持續高效。
(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性的同時提高催化活性，高溫燒結技術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)可以降低反應活化能或改變反應歷程，從而達到深度氧化、最大限度地去除有機污染物的目的。
臭氧催化劑主要技術指標：
二、 BAF曝氣生物濾池利用微生物的好氧代謝作用進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，濾池內部曝氣。污水流經時，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行快速凈化。
三、UF超濾主要作用為進一步去除懸浮物、膠體、黏泥、微生物、大分子有機物等能夠對反滲透膜造成污堵的雜質，滿足反滲透進水 SDI<5 的要求。超濾膜篩分過程，是以膜兩側的壓力差為驅動力，以超濾膜為過濾介質，在一定的壓力下，當原液流過膜表面時，超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側，成為濃縮液，因而實現對原液的凈化、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，依據其他物質不能透過半透膜而將這些物質和水分離開來。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 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行分鹽，產水側以氯化鈉為主，硫酸鈉含量較低。濃水側為氯化鈉和硫酸鈉混合液。
六、 DTRO高壓反滲透對納濾產水進行濃縮，提高濃水側鹽分濃度，減少蒸發量，并回收部分除鹽水，膜元件同樣采用抗污染膜型。
為保證膜系統運行的連續穩定性，需進行以下考慮：
(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、介質過濾及超濾等方式可完全滿足膜進水要求，保證進膜廢水的SDI<5。
(2)無機結垢：主要為硫酸鈣、氟化鈣結垢及硅結垢。原水中氟離子和硅濃度很低，無結垢風險，但非常容易發生硫酸鈣結垢，一旦發生上述結垢，無法通過酸洗的方式恢復性能。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一步去除水中的硬度，這樣保證進膜廢水的硬度很低，不會發生硫酸鈣結垢。
(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氧化工藝相比，該組合工藝運行費用較低。考慮生化系統運行出水的波動性，增設活性炭投加裝置作為應急措施，防止有機物濃度升高對系統的穩定運行造成沖擊。
