[发明专利]一种煤化工废水回用中反渗透产生浓盐水的组合处理工艺

说明书

本发明针对煤化工废水回用过程中反渗透单元产生的浓盐水，提出一种高效的组合处理工艺，属于污水处理和环境功能材料领域。所涉及的处理工艺包括除氨单元、催化过氧化氢氧化单元、浓缩结晶单元和淡水回用单元四个操作单元。该工艺将除氨技术与催化湿式过氧化氢氧化技术耦合，可高效处理反渗透单元产生的浓盐水中残留的酚类等有机化合物以及氨氮等污染类物质，保证经浓缩结晶蒸发后生成的固体盐呈白色，淡水可回用。该工艺效率高，方法简单易行，成本低廉，实用性强，且无二次污染，具有重要的科学及应用意义。

技术领域

本发明涉及一种煤化工废水回用过程中反渗透单元产生的浓盐水的深度处理组合工艺，特征为通过除氨单元、催化湿式过氧化氢氧化单元、浓缩结晶单元和淡水回用单元四个操作单元耦合，有效去除反渗透产生浓盐水中的COD及氨氮，实现出水回用并保障固体盐纯度，属于污水处理和环境功能材料领域。

背景技术

煤化工行业以煤为原料，通过一系列化学反应将其转化为气体、液体、固体燃料并生产出各种化学化工品。由于煤炭在中国能源生产结构中占据重要地位，煤化工成为中国能源发展战略重点之一。近年来，随着国家污水排放标准的提高，具有耗水量大、产生的废水水质复杂、处理难度大等特点的煤化工行业已成为环保治理的重点。寻求处理效果更好、工艺稳定性更强、运行费用更低的废水处理工艺，实现“废水零排放”,已经成为煤化工发展的自身需求和外在要求。

典型的煤化工废水处理通常先经过除油、脱酚、蒸氨等预处理，再经过二级生化处理及三级深度处理工艺。而提高产水水质、实现煤化工废水有效回用或排放的关键环节在于深度处理工艺，包括杂质浓缩、蒸发结晶等环节。膜浓缩技术由于具有成本低、规模大、技术成熟等优点，因此通常作为煤化工浓盐水深度处理的首选技术。其中，反渗透工艺处理废水脱盐效果极好，所产清水中含COD、盐类浓度较低，清水回收率一般约60～80％。然而，经反渗透膜浓缩后的浓盐水含盐量通常高达20wt.％以上，同时含有一定量难生化降解的含氮物质及有机物。由于浓液水质较复杂、盐度较高且可生化性差，无法直接排放，其有效处理也面临着巨大困难。专利CN 103922549 A提出一种煤化工废水处理回用方法及装置，在“预处理+生化+深度处理”工艺中将多项废水处理技术优化组合，但并未对反渗透浓盐水进行进一步处理。专利CN 104478173 A采用“钠离子交换器+阴阳膜电渗析/高压反渗透膜”技术处理反渗透产生的浓盐水，回收结晶盐或酸碱，出水COD约60mg/L，氨氮约12mg/L，但存在处理成本较高、系统稳定性差等问题。目前国内该行业耗水量极大，因此构建适用于煤化工废水回用过程中反渗透产生的浓盐水治理与回用的整套技术工艺、使含氮物质及有机物均达到或接近“零排放”具有重大意义。

煤化工废水经反渗透处理后的浓盐水中含有的有机化合物大多为酚类及稠环芳烃等物质。高级氧化法(AOPs)是目前降解有机物最为有效的方法之一，已有较为广泛的实际应用。其中，催化湿式过氧化氢氧化法(CWPO)使用廉价无毒的H₂O₂氧化剂，取代了催化湿式空气氧化法(CWAO)中使用的高压氧或压缩空气，可以避免因高压所引起的设备腐蚀、操作安全等问题，同时消除气-液传质阻力对反应速率的影响,使反应速度加快，有效分解可生化性较差的难降解有机污染物。当不能将大分子有机物彻底氧化分解为CO₂和H₂O时，也通常可将其转化为毒性小且易生物降解的化合物。此外，CWPO可以在低温常压下将H₂O₂分解产生具有强氧化能力的羟基自由基(HO·)，无需电流、紫外光等辅助手段，具有操作简便、成本低廉的优点。CWPO技术的使用不受水中盐度限制，因此对于高含盐量的中低浓度有机废水的处理具有一定的应用前景。