申请日2018.08.17
公开(公告)日2018.12.14
IPC分类号C02F1/72; C02F101/30
摘要
本发明为一种热活化过硫酸盐去除高盐煤化工废水COD的方法。该方法包括如下步骤：1)向盛有煤化工废水的反应器中投加过硫酸盐，加入量为每升煤化工废水中加入10‑30 g过硫酸盐;2)用H2SO4或NaOH调节上步得到的废水pH值为11.5‑12.5，然后在75~85℃下恒温反应3‑6 h后，完成对煤化工废水的降解;所述步骤1)中待处理废水COD为300‑1300 mg/L，氯离子浓度为3500‑30000 mg/L，TDS范围为7000‑77000 mg/L。本发明能够氧化高盐废水中难降解有机物，达到60‑85%的COD去除率，且副产物为煤化工废水自身所含的Na2SO4，无其他污染物的引入。
权利要求书
1.一种热活化过硫酸盐去除高盐煤化工废水COD的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)向盛有煤化工废水的反应器中投加过硫酸盐，加入量为每升煤化工废水中加入10-30 g过硫酸盐;
2)用H2SO4或NaOH调节上步得到的废水pH值为11.5-12.5，然后在75~85 ℃下恒温反应3-6 h后，完成对煤化工废水的降解;
所述步骤1)中待处理废水COD为300-1300 mg/L，氯离子浓度为3500-30000 mg/L，TDS范围为7000-77000 mg/L。
2.如权利要求1所述的热活化过硫酸盐去除高盐煤化工废水COD的方法，其特征在于所述步骤1)中过硫酸盐为过硫酸钠。
说明书
一种热活化过硫酸钠去除高盐煤化工废水COD的方法
技术领域
本发明属于工业废水深度处理领域，特别涉及一种热活化过硫酸盐去除高盐煤化工废水COD的方法。
背景技术
近年来，随着国家经济的快速发展，工业生产过程中产生的高浓度废水，已经对水资源造成了危害。煤化工以煤为原料，经过化学转化使煤转化为气体、液体和固体燃料以及其它化学品。但煤化工过程中产生的大量废水具有COD(Chemical Oxygen Demand，化学需氧量)值高、含盐量高、色度深、难降解物质较多的特点，属于高浓度难降解有机废水，传统处理方法如生化处理难以实现对该类废水的有效处理。
煤化工废水在前处理基础上，经反渗透处理或进一步电渗析处理后的浓水具有高含盐量、高氯离子浓度的特点，同时含有部分难降解有机物。此类废水因高含盐量导致无法直接进入生化系统处理，所含难降解有机物会给后端蒸发结晶等处理手段的运行带来困难。因此，针对这类废水的高效处理方法需求迫切。
高级氧化工艺(Advanced Oxidation Process，AOP)具有反应速度快、处理完全、适用范围广等优点。该工艺产生的强氧化性自由基能将有机物氧化降解成小分子物质，甚至最终氧化为水(H2O)和二氧化碳(CO2)。但是传统的以羟基自由基(·OH)为主要活性物质的AOP技术存在氧化能力有限、成本较高、二次污染等问题，且对煤化工高盐类废水的处理效果不理想。
近年来，新兴的活化过硫酸盐(persulfate，PS)高级氧化技术引起了学者们的广泛关注。由于其氧化机理多认为是取决于硫酸根自由基(SO4-·)，而非传统的·OH，因此人们将该技术称为新型高级氧化技术。活化过硫酸盐高级氧化技术利用活化过硫酸盐产生的硫酸根自由基氧化降解有机物，产物为SO42-，对于本身含有大量Na2SO4与NaCl的煤化工高盐废水不构成新的二次污染，是一种理想的处理方法。硫酸根自由基氧化能力接近或超过羟基自由基(SO4-·的氧化还原电位E0=2.5-3.1V，·OH的氧化还原电位E0=1.89-2.72V)，且SO4-·的稳定性超过传统高级氧化法产生的·OH(SO4-·半衰期为40μs，远远长于·OH的半衰期(<1μs))，与污染物的接触反应机会更大。此外，过硫酸盐水溶性好、常温下的稳定性高、价格低廉、反应后产物温和。因此，活化过硫酸盐的高级氧化技术在废水处理，特别是煤化工废水深度处理应用中前景广阔。
过硫酸盐有许多活化手段，典型的如热活化、碱活化、紫外光活化、过渡金属活化等。碱活化存在设备腐蚀;对于色度较高的煤化工废水，紫外光活化效果较差;过渡金属活化存在二次污染和金属淬灭剂的问题。
近年来鲜有将热活化过硫酸盐高级氧化技术用于实际的高盐煤化工废水中COD的去除研究或应用。
发明内容
本发明的目的在于针对当前技术中存在的不足，提供一种热活化过硫酸盐去除高盐煤化工废水中COD的方法，该方法采用过硫酸钠作为氧化剂，通过热活化(升温)产生自由基进行氧化，在此基础上通过添加酸或碱调节pH为碱性的简单工艺使得该氧化法对以往活化过硫酸盐难以处理的高盐高氯有机废水达到更好的去除效果，可解决高盐、高氯煤化工废水难降解有机物COD去除难的问题。本发明能够氧化高盐废水中难降解有机物，达到60-85%的COD去除率，且副产物为煤化工废水自身就含有的Na2SO4，无其他污染物的引入。
本发明的技术方案为：
一种热活化过硫酸盐去除高盐煤化工废水COD的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)向盛有煤化工废水的反应器中投加过硫酸盐，加入量为每升煤化工废水中加入10-30g过硫酸盐;
2)用H2SO4或NaOH调节上步得到的废水pH值为11.5-12.5，然后在75～85℃下恒温反应3-6h后，完成对煤化工废水的降解;
所述步骤1)中待处理废水COD为300-1300mg/L，氯离子浓度为3500-30000mg/L，TDS范围为7000-77000mg/L。
所述步骤1)中过硫酸盐为过硫酸钠。
本发明方法的有益效果为：
(1)本发明方法基于硫酸根自由基氧化原理，通过热活化Na2S2O8产生强氧化性自由基SO4-·，相比常规处理方法，能去除(或部分去除)难降解有机物，并同步降低废水COD值。
(2)本发明方法基于硫酸根自由基氧化原理，能克服煤化工废水高盐环境，不受废水中大量无机离子的影响。
(3)本发明方法选用的过硫酸盐水溶性好，能稳定储存，价格相对低廉，且反应后副产物为Na2SO4，无二次污染的引入，后续可蒸发制盐回收。
(4)本发明方法采用热活化过硫酸盐产生强氧化性自由基，解决了现有技术中芬顿氧化氧化能力差;碱活化存在设备腐蚀;对于色度较高的煤化工废水，紫外光活化效果较差;过渡金属活化存在二次污染和金属离子淬灭自由基等技术问题。
(5)本发明结合煤化工多种余热利用的便利，通过热活化过硫酸盐获取硫酸根自由基是一个恰当的节能减排途径，且热活化还能增大微溶有机物的溶解能力、强化反应速率和矿化效率，能达到60-85%的COD去除率，效果显著。