[发明专利]一种多维高级氧化有机废水深度处理方法和系统

说明书

本发明公开了一种多维高级氧化有机废水深度处理方法和系统。所述处理方法包括如下步骤：经预处理后的废水与高级氧化气体在多维高级氧化的条件下进行反应，即实现对废水的净化处理；高级氧化气体为O₂、O₃、ClO₂或Cl₂；多维高级氧化的条件为下述1)或2)：1)高级氧化气体、紫外光和催化剂；2)高级氧化气体、紫外光、催化剂、电催化氧化和/或光催化氧化。本发明具有如下优势：臭氧是优良的氧化剂，易制取，在水中分解快，无二次污染；多种高级氧化技术耦合，提高降解效率，节约降解时间，并且适应多种有机废水；增加预处理系统，减少了能耗，降低了运行成本；产物有机物矿化程度高，方法绿色环保，流程简单，无需高温高压，设备费用小。

技术领域

本发明涉及一种多维高级氧化有机废水深度处理方法和系统，属于水处理技术领域。

背景技术

随着我国工业发展，工业用水和废水排放量逐渐增大，对生态环境造成的危害也越来越严重，在严重缺水地区，高水耗严重制约企业的可持续发展。我国作为富煤贫油少气的国家，煤化工废水处理问题首当其冲。

随着环保要求日趋严苛，实现煤化工废水“零排放”，充分利用有限水资源，是解决煤化工用水问题的关键。含盐废水经过逐步提浓，可使废水回收利用；进一步通过分质结晶，可以将溶质变成结晶盐析出，从水中分离出来，但废水中有机溶质，则在膜系统和蒸发结晶系统中无法得到有效的去除，最终会随结晶盐一起析出，不仅影响分质结晶盐的纯度和白度，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，这些危险废弃物的处理也将产生巨大花费。

基于此，需要开发合适的高级氧化技术对有机物进行处理，目前氧化技术分为高级氧化技术和初级氧化技术两个类型。初级氧化技术是利用单一的氧化物质处理废水，如O₂、O₃、ClO₂、Cl₂、H₂O₂、MnO^4-等，初级氧化效率低，很多污染物质不能氧化。高级氧化技术则是将多种氧化媒介进行组合，如O₃/H₂O₂、UV/O₃、UV/H₂O₂、UV/H₂O₂/O₃、芬顿法、催化氧化等，目的是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。但目前高级氧化技术受设备和运行成本所限，只能针对部分COD较低的废水进行处理，而且不能根据具体的COD来调整高级氧化的方式，因此造成了资源的浪费。

另外传统的臭氧氧化技术有诸多问题，溶臭氧量低、臭氧利用率低，无法根据COD值实时调整臭氧发生量，造成了臭氧的浪费，而且传统的紫外灯能量低、寿命短，需要经常更换才能维持自由基激发效率，增加了设备成本。

如：中国专利申请CN 110156143 A公开了一种UV光催化/微气泡臭氧化废水深度处理系统，虽然其产生微气泡，增加了溶臭氧效率，但是微气泡尺寸不均，且处理时间久，COD浓度要求过低，适应性和弹性较差，紫外灯寿命较短增加设备运行成本。中国专利申请CN 107381712 A公开了一种难降解、高盐废水强化治理的光电-臭氧催化氧化方法，其臭氧利用率较低，添加TiO₂虽然增加羟基自由基的吸附性，但是同时也增加了运行成本，反应时间长，过程复杂，操作不便，设备费高。中国专利申请CN109052615A公开了一种自由基高级氧化技术，其臭氧利用率较低、氧化时间过长，操作复杂，紫外灯寿命短，并且使用化学试剂作催化剂，引起二次污染，造成运行成本过高。

发明内容