项目概况
化工中间体有机合成废水主要包含车间生产过程中的中和废水、精馏废水、水洗分层废水、离心废水、蒸馏冷凝水、循环排污水和生活废水等，主要划分为高盐高COD废水、低盐高COD废水和一般水污染物，SS含量高，水量较大，属于难降解类有机废水。有机合成废水一般情况下的处理工艺为预处理+厌氧塔+A²/O生化处理，但是现在工艺中生化二沉池出水中COD、 SS和色度难以实现直接回用，因此需对废水进行深度处理，逐步实现出水达到回用标准。
山东某化工集团有限公司，是山东省著名的化工中间体重点监管排污企业之一，污水总产生量2000m³/d，现有污水站污水处理及排放能力几乎饱和，随着环保形势的日益严峻，监管部门和园区污水处理厂对企业总需水量和总排水量的限制也日益加大。为了实现企业的可持续开展，该公司决定在现有污水站基础上增加中水回用系统，最终回用水量为1000m³/d，主要用于敞开式冷却循环水系统补充水。
设计进水水质如下：
回用水水质要求达到《工业循环冷却水处理设计规范》GB/T50050-2017的再生水用于间冷开式循环冷却水系统补充水的水质指标，送循环水系统做补充水。水质指标详见下表：
K8·凯发国际能源环保技术
山东K8·凯发国际能源环保科技有限公司在充分分析客户需求以后，对比了以下四种主体的工艺技术：(1)LFD 流体催化氧化工艺；(2)臭氧催化氧化工艺；(3)LEC电催化氧化工艺；(4)超滤-反渗透-纳滤+多效蒸发工艺，这四种工艺均可相互联合用于此化工合成废水的深度处理。但是在充分对比提高可生化性、总溶解固体增加量、污泥产生量、能源消耗量、药剂消耗量、是否造成二次污染等多重因素，最终选择了“臭氧催化氧化+BAF曝气生物滤池+UF超滤+RO反渗透+NF纳滤分盐+DTRO高压反渗透”工艺。
整套工艺优势
一、采用K8·凯发国际能源环保自主研发的高效臭氧催化剂催化O3在水中分解，生成具有强氧化性的·OH，氧化去除水中的大部分有机物，并将大分子有机物氧化为小分子有机物。
臭氧催化剂是K8·凯发国际能源环保专为提高臭氧氧化效率而开发的臭氧专用催化剂。与市面碳基、铝基、陶粒载体填料相比，臭氧催化剂以硅铝复合材料为载体，具有催化活性高、使用寿命长、强度高、耐磨损、比表面积大、效率高等特点，是新一代臭氧催化氧化的理想催化剂。
K8·凯发国际能源环保臭氧催化剂关键创新点：
(1)采用复合型高强度硅铝为催化载体，负载不易流失催化组分，提高催化剂的稳定性能。载体制备采用特殊粘合材料，机械强度大、使用寿命长。
(2)精心筛选催化剂的载体及活性组分，采用过渡金属、稀有金属、稀土金属作为有效催化组分，保证臭氧氧化效应持续高效。
(3)采用多种金属氧化物为催化组分，加强催化剂对不同废水的适应性的同时提高催化活性，高温烧结技术在保证活性组分高利用率、高附着度的同时，减少催化填料流失率，防止二次污染。
(4)催化填料强度≥100N/颗，比表面积≥200㎡/g，催化填料无损耗，无需定期投加。
(5)可以降低反应活化能或改变反应历程，从而达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的。
臭氧催化剂主要技术指标：
二、 BAF曝气生物滤池利用微生物的好氧代谢作用进一步去除水中的有机物，其工艺原理为在滤池中装填一定量粒径较小的粒状陶粒滤料，滤料表面生长着高活性的生物膜，滤池内部曝气。污水流经时，利用滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜的氧化降解能力对污水进行快速净化。
三、UF超滤主要作用为进一步去除悬浮物、胶体、黏泥、微生物、大分子有机物等能够对反渗透膜造成污堵的杂质，满足反渗透进水 SDI<5 的要求。超滤膜筛分过程，是以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质顺利获得而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。超滤膜的孔径只有几纳米到几十纳米，可分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2~20纳米的颗粒。
四、 RO反渗透运用物理方式对污水进行脱盐，回收部分除盐水，反渗透的工作原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小(仅为 0.001µm 左右)，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等(去除率高达 97%-98%)，RO膜元件采用抗污染膜型。大大减少了冲洗和更换频率，减少了运行成本。
五、NF纳滤同样是运用物理方式顺利获得纳滤膜组件对氯化钠和硫酸钠进行分盐，产水侧以氯化钠为主，硫酸钠含量较低。浓水侧为氯化钠和硫酸钠混合液。
六、 DTRO高压反渗透对纳滤产水进行浓缩，提高浓水侧盐分浓度，减少蒸发量，并回收部分除盐水，膜元件同样采用抗污染膜型。
为保证膜系统运行的陆续在稳定性，需进行以下考虑：
(1)无机污堵：主要为悬浮物、胶体污堵，该问题容易解决，采用混凝澄清、介质过滤及超滤等方式可完全满足膜进水要求，保证进膜废水的SDI<5。
(2)无机结垢：主要为硫酸钙、氟化钙结垢及硅结垢。原水中氟离子和硅浓度很低，无结垢风险，但非常容易发生硫酸钙结垢，一旦发生上述结垢，无法顺利获得酸洗的方式恢复性能。因此，可采用两步软化方式，第一时间顺利获得在水中投加石灰预先去除大部分硬度，再顺利获得弱酸树脂顺利获得离子交换的方式进一步去除水中的硬度，这样保证进膜废水的硬度很低，不会发生硫酸钙结垢。
(3)有机污堵：水中存在有机物的情况下该问题难以避免，高有机物浓度会加速膜的污染，增加清洗频次，缩短膜寿命。需控制进膜前的有机物浓度，采用臭氧催化氧化+BAF曝气生物滤池成熟组合工艺去除水中有机物，与单纯的物理吸附和化学氧化工艺相比，该组合工艺运行费用较低。考虑生化系统运行出水的波动性，增设活性炭投加装置作为应急措施，防止有机物浓度升高对系统的稳定运行造成冲击。
