四维高级氧化技术在高浓盐水处理中的应用

36煤炭加工与综合利用c0ALPRoCESSING＆COMPREHENSIVEUTILIZATIONNo．6，2017四维高级氧化技术在高浓盐水处理中的应用孙国鹏，卞勇，裴文璞，耿书东(山东山大华特科技股份有限公司，山东济南250101)摘要：介绍了四维高级氧化技术在煤化工高浓盐水治理和分质结晶盐资源化上的应用，论述了该技术的构成及特点、在煤化工废水“零排放”上的作用，以及在实验室小试和现场中试得出的效果。关键词：四维高级氧化；高浓盐水；煤化工；零排放；分质结晶中图分类号：X703．1文献标识码：A文章编号：1005—8397(2017)06—0036．03煤化工行业面临严峻的水资源瓶颈，主要体现在水一煤资源分布不均匀。昆仑山一秦岭一大别山一线以北地区煤炭资源量占全国总量的90％以上，而水资源仅占全国总量的21％，而大型煤化工项目，吨产品耗水在10t以上，年用水量通常高达几千万立方米[1】。因而，在环保要求曰趋严苛的当下，节约用水催生了煤化工废水“零排放”工艺，“零排放”工艺的出现，实现了水资源的充分利用，节水效果明显，但同时随着水的高度浓缩，高浓盐水的处理成为一个技术难题。1煤化工高浓盐水1．i高浓度盐水的产生目前煤化工废水经过生化处理和膜系统深度处理后，可以实现部分清水回用，但随之而来的就是反渗透系统产生的低浓度盐水，此部分盐水占总水量的20％～30％，全盐量为3000～10000mg／L，若直接对这部分低浓度盐水进行蒸发结晶，则消耗热量巨大，投资规模也难以承受】。现在国内外很多公司正在研究用膜浓缩技术对这些低浓度盐水进行再浓缩，可再回收部分清水，但会产生含盐量更高的高浓度盐水，其总含盐量(TDS)为50000～200000mg／L，全盐量6％～10％。这些高浓度盐水的有效处理是决定废水零排放成败的关键，目前较成熟的技术是对这部分高浓度盐水进行分质结晶。1．2高浓度盐水的特点高浓度盐水是多级反渗透膜系统的浓水，水量小，约占含盐废水量的5％左右[2]；成分复杂，除高含盐量外，还含有Ca、Mg等结垢离子，最重要的也是最难处理的是含有大量的难降解有机物(COD200～2000mg／L)；处理难度大，无法进行生化处理，有强腐蚀性，有机物对膜处理和蒸发结晶都有强烈的干扰。2分质结晶盐资源化遇到的瓶颈从物料平衡上看，在整个煤化工废水“零排放”工艺流程中，在废水中作为溶剂的水经过逐步的膜浓缩，可以得到回收利用；废水中作为溶质的盐通过分质结晶，可以变成大量的固体盐，从水中分离出来，但废水中另外一种溶质一有机物，则在膜系统和蒸发结晶系统中没有得到有效的去除，最终，这部分有机物会伴随分质结晶盐一起析出，不仅影响分质结晶盐的纯度和白度，收稿日期：2017—05—31DOI：10．16200／j．cnki．11．2627／td．2017．06．008作者简介：孙国鹏(1985一)，男，山东济南人，2011年毕业于山东大学环境科学专业，工学硕士，山东山大华特科技股份有限公司环保科技事业部副经理。引用格式：孙国鹏，卞勇，裴文璞，等．四维高级氧化技术在高浓盐水处理中的应用[J]．煤炭加工与综合利用，2017(6)：36．37，68．2017年第6期孙国鹏，等：四维高级氧化技术在高浓盐水处理中的应用37而且其中的酚类、多环芳烃、酯类物质、杂环类物质和长链烃类等物质还会使分质结晶盐被列为“危险废弃物”，不仅不能实现盐的资源化利用，每年处理这些危险废弃物也要花费大量的费用[3J。3四维高级氧化技术在高浓度盐水处理中的作用3．1高级氧化技术高级氧化与初级氧化是氧化技术的两个类型。初级氧化技术是利用单一的氧化物质处理废水，如O2，O3，CIO2，C12，H202，MnO4一等，初级氧化技术氧化效率低，而且具有很强的选择性，很多污染物质不能氧化。高级氧化技术是将多种氧化媒介进行组合，例如O／HO，UV／O，IⅣ／H：02，uV／H202／03，芬顿法，催化氧化等，组合虽多，但目的只有一个～产生大量的羟基自由基(·OH)，羟基自由基氧化还原电位为2．8V，其氧化能力远超其他氧化物质。3．2煤化工废水处理高级氧化技术的选择高级氧化技术有十几种之多，而从中选择适合煤化工废水处理的技术成为重中之重，尤其是要考虑到高级氧化对膜系统和蒸发结晶系统的影响。根据煤化工废水的特点，在选择高级氧化技术时要遵循以下几个要点：①能有效地降低溶解性有机物(TOC)；②不能产生新的盐；③无二次污染；④系统整体耐腐蚀，连续运行能力强。3．3四维高级氧化技术四维高级氧化技术主要包括四个核心因素：臭氧、紫外线、超声波和微波，该技术能将这四个因素聚合到一个焦点——羟基自由基·OH上。四维高级氧化技术主要功能是降解废水中的溶解性有机物，其在整个工艺流程中的位置是在膜浓缩技术之前或蒸发结晶技术之前，可防