[发明专利]一种热活化过硫酸钠去除高盐煤化工废水COD的方法

说明书

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。

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SO₄^2-，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