本发明专利技术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。本发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
一种热活化过硫酸钠去除高盐煤化工废水COD的方法
本专利技术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。
技术介绍
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(ChemicalOxygenDemand，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(AdvancedOxidationProcess，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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术的技术方案为：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。本专利技术方法的有益效果为：(1)本专利技术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)本专利技术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)本专利技术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)本专利技术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)本专利技术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。具体实施方式下面结合实施例对热活化过硫酸盐去除高盐煤化工废水COD的方法，进行详细说明。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术，而不用于限制本专利技术的范围。本专利技术所述的待处理废水为某大型煤化工企业含难降解有机污染物的煤化工废水，或者在其基础上经预处理、生化处理、反渗透处理后的浓水或经进一步电渗析浓缩的浓水。其中，难降解有机污染物主要为苯、联苯、挥发酚、酮类、萘、吡啶和咔唑中的一种或多种。实施例1(1)取COD为1300的100mL废水(浓缩水)于反应器中，加入3g过硫酸钠，使溶液中过硫酸钠浓度为30g/L(此时溶液为中性，pH约为7)，用NaOH调节废水的初始pH为11.5～12.5。(2)将反应器放入80±2℃恒温水浴锅(恒温加热由煤化工低温蒸汽提供)，使其升温到80℃，启动硫酸根自由基氧化反应，反应时间为3h。(3)将步骤(2)中反应结束后的反应器取出，使用水浴迅速冷却至室温，终止反应，反应器内溶液即为反应出水。其中，过硫酸钠降解有机物后即转化为硫酸钠，硫酸钠为原废水中已有组分，故体系中不会引入新的污染物，且后续可通过分盐结晶分别获取硫酸钠产品和氯化钠产品。(4)对步骤(3)中反应出水依据中华人民共和国环境保护行业标准HJ/T70-2001进行COD的测定，并使用TDS检测笔测定TDS，结果见表1。实施例2其他步骤同实施例1，不同之处为将处理废水改为未经浓缩的淡水(COD为350-400mg/L)，并采用1g过硫酸钠代替步骤(1)中的3g过硫酸钠，实验结果见表1。表1实施例1、2中步骤(3)、(4)反应出水COD及TDS测定结果实施例3本实施例中的工业废水取自经预处理、生化处理、反渗透处理后的某大型煤化工企业废水的反渗透(ReverseOsmosis，RO)浓水及电渗析(Electrodialysis，ED)淡水，具体实施步骤如下：(1)取COD为700mg/L的100mL废水(RO浓水)于反应器中，加入1g过硫酸钠，使溶液中过硫酸钠浓度为10g/L，用NaOH调节废水的初始pH为11.5～12.5。(2)将反应器放入80±2℃恒温水浴锅，使其升温到80℃，启动硫酸根自由基氧化反应，反应时间为3h。(3)将步骤(2)中反应结束后的反应器取本文档来自技高网...
【技术保护点】
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。
【技术特征摘要】
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10-30g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...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪志永，黄智辉，袁俊生，赵颖颖，王士钊，刘杰，郭小甫，李非，陈希，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12
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