高濃度有機廢水處理的問題，是當前世界污水處理的公認難題。所謂高濃度廢水是指一些高濃度、高含鹽、高難降解的廢水。水質成分復雜，有機物含量高，COD一般在10000mg/L以上，甚至高達幾萬至幾十萬毫克每升。且一般含有毒有害物質，含鹽量也極高，具有強酸強堿性，不能直接進行生化處理。這類工業廢水一般產自焦化行業、制藥行業、石化/油類行業、紡織/印染行業、化工行業、油漆行業等行業。此類高濃度有機廢水對環境的污染較大，影響時間持久，若處理不當不但會對生態環境，也會對人類自身造成損害。且如今我國人民的環保意識不斷增強，國家對于環境問題也同樣日益重視，工業廢水排放的水質要求比以往更加嚴格。因此，要選擇合適合理的方法方案進行處理，使工業廢水水質達到規定要求的排放標準，對其處理技術方法要求尤為重要。
1、技術發展方向的現狀
對于此類有機污染物含量較高、可生化性較差的高濃度有機廢水，如果單獨使用物化法或膜法等傳統處理方法進行處理，往往難以達到理想的處理效果。比如物化法就存在許多的缺陷和不足，目前常用的物化處理技術包括:微電解、電催化、微波催化、臭氧催化、二氧化氯氧化等傳統技術。這些技術大多有著投資大、處理成本高、處理效果十分有限、抗沖擊能力差等缺陷。尤其是當廢水中有機污染物濃度高于20000mg/l時，傳統物化法需投加大量氧化劑，致使處理成本居高不下，而COD去除率僅為10%-30%，還會產生新的物質，造成二次污染。處理常用的膜法也同樣存在的局限性，水處理常規膜處理法也有相當的劣勢，其對進水水質的要求極高，并且投資巨大，回收利用率較低，而且產生的濃縮液更難處理，前段生化系統對污染物處理不徹底會導致深度處理所需膜組件的污染，影響處理效果。當TDS變高時，膜處理的脫鹽率會急劇的下降，同時有著膜污染、堵塞、腐蝕、使用壽命短等諸多待解決的問題。同樣的，運用生化處理技術處理高濃度廢水也存在一定的限制與弊端。生化處理技術的使用條件受有機物濃度所限制，只能處理有機物濃度處于中低水平范圍的有機廢水，對于濃度很高的焦化廢水，以及富含油，酚等有機物的廢水需要進行預先的稀釋和前處理。而厭氧過程中微生物繁殖慢，因此反應器啟動過程緩慢，需要7~13周時間，增加了工作量和運行費用。曝氣池的首端有機物負荷較高，因此耗氧速率較高，為了避免由于缺氧而形成厭氧狀態，進水的有機物濃度不宜過高，這導致了曝氣池必須為較大容積、較大占地面積，導致基建費用較高。生物處理技術對進水水質、水量變化的適應性較低，運行結果容易受到水質、水量變化的影響，脫氮除磷效果也不太理想。
2、高濃度難降解有機廢水處理的未來發展趨勢
由于高濃度有機廢水中大量難降解的有機污染物，會使傳統的生物處理技術很難取得成果。有機污染物不能有效降解，于是導致整個處理工藝的結果達不到預期成效和目的。對此，目前的高濃度難降解有機廢水處理技術研究趨勢主要有以下幾個方面。
2.1 資源化處理的研究方向
從目前我國走可持續發展戰略的趨勢來看，對于僅僅只要求處理后的廢水能達到排放標準是遠遠不夠的。未來的成熟有效的技術，需要能夠將廢水中有價值的物質最大化回收和利用。從某種角度看，高濃度有機廢水中所含有的大量有機物未嘗不是一種大量的資源，而且其中還蘊含著大量的有機鹽，如果不對其進行回收利用，則會造成了許多的資源浪費。如果能做到在保證廢水處理達標排放的同時，統籌兼顧資源化回收利用，不僅能使有處理成本的降低和經濟效益的提高，而且也將能為高濃度有機廢水處理技術的發展提供新的思路，更能夠做到與可持續發展戰略相呼應，為未來的技術走向提供良好的環境。
2.2 低成本技術的研究方向
隨著科技的不斷發展，污水處理技術也不斷成熟，然而許多新型技術看似美好，實際處理成本居高不下，令人望而卻步。一些較有成效的技術也由于處理成本較高使得企業運營負擔變重，制約了企業的發展。因此，如何在保證水質處理要求達標的同時降低污廢水處理成本成了目前工業廢水處理技術發展的極其重要的方向之一。要做到低成本處理，可以從簡化處理流程方面著手，也可以從處理方案上進行優化，但最主要的還是對處理技術方法進行改進和更新。如催化氧化技術，是在催化劑存在的情況下利用氧化劑將廢水中的有機物氧化成二氧化碳和水。作為新型的污水處理工藝，催化氧化法能夠加快有機污染物與氧化劑之間的化學反應，在降解反應過程中又能夠產生新的氧化性更強的基團，既能高效的處理水中有機污染物，與此同時又能高效的催化活化臭氧分子。通過向反應裝置內通入臭氧等氣體，在填料表面產生高氧化性的羥基自由基，從而能夠有效地對臭氧進行催化氧化，在提高臭氧利用率的同時，最大限度地去除有機污染物。解決了有機污染物降解得不夠徹底的問題。隨著研究的不斷深入，催化氧化法將是一種非常有競爭力的處理技術，對于處理高濃度有機廢水將會有著很好的幫助和成效。
2.3 組合處理技術的研究方向
對于單一的如物化法、生化法等傳統處理方法無法奏效的問題，強調預處理技術，研究將幾種如物化處理、生物處理等方法相耦合，是目前解決此類高濃度有機廢水污染問題的一個重要突破方向。常見的工藝組合主要有:物化預處理+生化處理、厭氧酸化處理+好氧生化處理、電催化氧化預處理+生化處理、物理化學預處理+生化處理+深度處理。研究組合處理技術，并力爭做到將處理成本降低，是目前解決此類高濃度有機廢水污染問題的有效途徑。
3、多單元組合處理技術的介紹
這里介紹一種高濃度有機廢水處理新型技術，該技術是將多種處理方法相耦合，發揮各單元技術的優勢，將預處理技術、無害化技術及資源化技術有效結合。其組件包括預處理單元、SUPER膜元件功能膜單元和蒸發單元。其反滲透膜裝置結構包括圓管承壓外殼、金屬密封片、法蘭盤、流體逆向盤、密封式圓管承壓內殼、布水器、內拉桿、支撐導流盤、膜片、進液管以及出液管。
3.1 高濃度有機廢水新型處理技術流程的介紹
預處理單元包括廢水調節池、水泵以及過濾系統，該過濾系統可以為以下幾種：超濾過濾系統、微濾過濾系統、砂濾過濾系統。工業廢水通過預處理單元，去除其中的膠體和懸浮顆粒，繼而成為預處理廢水，接著該預處理廢水再進入SUPER膜元件功能膜單元進行第二步處理。
第二步的SUPER膜元件功能膜單元包括水泵和反滲透膜裝置，水泵的作用是將預處理廢水被泵入反滲透膜裝置中進行反滲透處理，處理后從反滲透膜裝置中排出濃縮液與透過液，透過液直接進行排放或者進行深度處理回用，濃縮液則進入蒸發單元進行第三步處理。
第三步的蒸發單元采用機械蒸氣再壓縮技術與多效蒸發對濃縮液中的水和污染物進行再處理。單元對第一次產生的蒸汽進行機械壓縮，蒸汽升溫后再作為加熱熱源，或將第一次產生的蒸汽直接作為第二級的熱源，第二次蒸汽再作為第三級熱源，如此循環對濃縮液進行多次蒸發分離，使得濃縮液中的絕大部分水進入冷凝液中，大量鹽分和有機物析出成為殘渣，從而完成高濃度的各類污染物與水相的徹底分離，普通冷凝液直接進行排放或者進行深度處理回用，含有揮發性溶質的冷凝液將在經過生化處理或進行深度處理，殘渣則進行焚燒或填埋。
3.2 反滲透膜裝置結構的介紹
反滲透膜裝置，包括圓管承壓外殼，在該圓管承壓外殼的上下兩端還分別設置有金屬密封片與法蘭盤，在圓管承壓外殼內部的上下兩端緊鄰金屬密封片與法蘭盤的位置分別設置有一個流體逆向盤，在圓管承壓外殼與兩個流體逆向盤之間設置有密封式圓管承壓內殼，在該密封式圓管承壓內殼的內部設置有支撐導流盤與膜片，在密封式圓管承壓內殼下端還設置有布水器，在布水器的中央位置設置有貫穿支撐導流盤、膜片、上端流體逆向盤以及金屬密封片的內拉桿，在內拉桿的兩側分別設置有進液管與出液管，至少兩個導流盤與一個膜片才能配合使用，導流盤包括導流盤主體，該導流盤主體為中心位置處設置有導流盤中孔的圓盤，導流盤中空的內徑與內拉桿相匹配，在導流盤主體的表面還設置有凸臺，該導流盤主體上設置有兩個導流夾縫，在膜片上設置有兩個與該導流夾縫相匹配的定向裂口。
進一步的，上述密封式圓管承壓內殼設置有內壁與外壁，其內壁與外壁之間的空間形成一個空腔，該空腔的下部內壁設置有開口，該開口與貫穿布水器的孔相連通，所述進液管依次貫穿金屬密封片、流體逆向盤以及密封式圓管承壓內殼的外壁與密封式圓管承壓內殼的空腔相連接，所述出液管依次貫穿金屬密片、流體逆向盤以及密封式圓管承壓內殼與密封式圓管承壓內殼的內部空間相連通，所述內拉桿包括設置在軸心位置的內層實心桿，在內層實心桿外側還設置有外層空心管，該外層空心管的內徑大于內層實心桿的直徑，在內層實心桿與外層空心管之間還設置有加強筋，所述外層空心管的管壁上還設置有與密封式圓管承壓內殼內部空間連通的小孔，所述加強筋的數量至少為兩根。
再進一步的，上述支撐導流盤的數量至少為兩個，且重疊設置在密封式圓管承壓內殼的內部空間中，在每相鄰兩個支撐導流盤之間還設置有一個膜片，所述兩條導流夾縫對稱設置在導流盤主體上，且兩條導流夾縫同處于導流盤主體的同一直徑上，導流夾縫的長度與導流盤主體的半徑相同，該導流夾縫為上下部徑向延伸的以軸向相反方向突出的傾斜范圍在30°-60°的傾斜滑道，上下部滑道分別位于導流盤主體的上下兩面，所述導流夾縫上還垂直設置有至少一根支撐骨，即該導流夾縫被支撐骨至少分為兩個通道部分，該支撐骨突出部位壓緊在膜片的定向裂口的邊緣部分，通過支撐骨將膜片固定在兩張導流盤主體之間的中部，所述導流夾縫的外側位置還設置有定位結構，該定位結構包括分別設置在導流盤主體上下兩側的卡槽與卡塊，所述導流盤中孔的外側有一圈沿半徑方向設置的突齒，突齒固定在導流盤主體的內側邊緣，在各突齒之間設置有縫隙，該縫隙為導流縫，該突齒的上下兩面的設置位置分別高于導流盤主體的上下兩面，以更好的對導流盤主體進行定位，所述導流盤中孔的外側相鄰位置處設置有O型圈固定槽，該O型圈固定槽的數量為兩個，分別設置在導流盤主體的上下兩側，在O型圈固定槽的外側面上還設置有用于更好的固定O型圈的凸起。
該裝置的凸臺為凸點，該凸點按序列成一定弧度設置在導流盤主體的兩側面上。且凸臺為凸條，該凸條按序列成一定弧度設置在導流盤主體的兩側面上。另外，所述膜片成圓形或正多邊形，在該膜片的中間位置還設置有直徑與導流盤中孔相同的膜片中孔，該膜片由上下兩層過濾片以及設置在中間的支撐片組成，過濾片與支撐片的邊緣接觸位置除膜片中孔以外均相互熱熔成為膜邊。該裝置通過設置兩條導流夾縫，將整個導流盤劃分為左右兩個部分，使其左右兩側分別形成一個半圓形的液體流道，降低了污液在流動過程中的壓力損失，提高了污水凈化的效率，同時還提高了使用效果，本發明設置有凸條，凸條能夠對污液進行更好的導向作用，進一步降低了污液在流動過程中的壓力損失，更好的利用了生產資源，降低了生產損耗，同時該凸條跟膜片的接觸面積更大，進一步降低了膜片表面的受力，更好的避免了膜片在使用過程中被破壞，提高了膜片的使用壽命，進而降低了使用時的維護頻率，大大提高了使用效果。支撐導流盤利用凸線代替了現有技術中的凸點，在水流呈現渦流螺旋運動時的螺線間的轉折更加平緩，減小水流轉彎時的局部水力損失，又能夠進一步提高了污水處理的效率與經濟效益。
經過測試，該多單元組合技術處理廢液后的有機污染物和無機鹽的去除率可高達99%以上，保障污水處理系統出水水質真正能夠做到處理達標排放，廢水濃縮液量大大減少，產水量大，因此減少了后期濃液處理的投資，總投資減少了20%以上，且噸水的處理成本僅為傳統物化法的20%-30%，有著穩定、集成度高、自動化程度高、占地面積小等諸多優點，其相比與傳統處理工藝，更好的提高了企業的經濟效益。
4、結語
高濃度難降解有機廢水對水環境影響程度非常大，影響時間也相當持久，實際中的處理難度也較大，而傳統處理工藝存在高花費、低效等諸多問題。對于解決高濃度廢水的問題，需要對高濃度難降解有機廢水的水質進行深入的分析和認識，加強對高濃度有機廢水處理技術應用問題研究。(來源：武漢輕工大學)
