[發(fā)明專利]一種亞鐵鹽活化過硫酸鹽預(yù)處理加納濾分鹽處理RO/NF濃水的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710593529.2
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107226554A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張亞雷;褚華強;周雪飛;楊明;于振江;汪淼;隆佳君
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/30
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司31200
• 代理人: 張磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機廢水處理技術(shù)，具體涉及一種亞鐵鹽活化過硫酸鹽預(yù)處理加納濾分鹽處理RO/NF濃水的方法。

背景技術(shù)

以煤化工產(chǎn)業(yè)為代表的各類工礦企業(yè),耗水量巨大,產(chǎn)生的廢水量也大,水質(zhì)復(fù)雜,污染物濃度高,含鹽量高。故尋求水回收率更高、工藝穩(wěn)定性更強、運行費用更低的高含鹽工業(yè)廢水處理技術(shù),實現(xiàn)廢水“零排放”,已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的自身需求和外在要求。“零排放”中全膜法具有廣泛應(yīng)用的發(fā)展趨勢，該工藝中膜污染問題一直是業(yè)界關(guān)注的重點。然而,全膜工藝中的反滲透工藝在制備純凈回用水的同時,也產(chǎn)生了污染物濃度較高的濃水即反滲透濃水,反滲透濃水的水量通常占回用水水量的三分之一,且反滲透濃水進一步通過納濾分鹽，因此,反滲透濃水的處理問題日益突出。

“零排放”工藝中的反滲透工藝產(chǎn)生的反滲透濃水具有以下特點：

（１）TOC質(zhì)量濃度高,一般在700mg/L以上。

（２）可生化性差,主要污染物是一些高級脂肪烴、多環(huán)芳烴、多環(huán)芳香化合物等難降解有機物。

（３）色度高,污染物分子中含有偶氮基、硝基、硫化輕基等雙鍵發(fā)色團。

（４）含鹽量高。

由于反滲透濃水具有以上特點,如果未經(jīng)過處理直接進入納濾分鹽會增加后續(xù)處理有機負(fù)荷，也會加重納濾膜污染問題。因此迫切需要開發(fā)一種高效的反滲透濃水預(yù)處理技術(shù),彌補“零排放”工藝中的反滲透處理過程的不足,實現(xiàn)節(jié)能減排。當(dāng)前,反滲透濃水的處理方法主要包括高級氧化法、吸附法和膜蒸餾法等。其中,高級氧化技術(shù),以產(chǎn)生具有強氧化能力的自由基為特點,可使大分子難降解有機物氧化成低毒或者無毒的小分子物質(zhì)、提高污染物的可生化性,或者將污染物直接進行礦化另外,適用范圍廣、對有機污染物的降解無選擇性、反應(yīng)速度快,因此具有很好的應(yīng)用前景,被廣泛用于各種難降解有機廢水的處理。

傳統(tǒng)的高級氧化法是以羥基自由基OH·為主要的活性物質(zhì)降解污染物質(zhì),芬頓反應(yīng)是最常見的一種產(chǎn)生OH·的方式,然而大量廢水的pH值都是大于6的，芬頓反應(yīng)過程需要在酸性條件下進行，增加的運行的成本,且操作復(fù)雜、又由于產(chǎn)生的OH·易發(fā)生淬滅、不穩(wěn)定,不易貯存、且泥量大、處理成本高。近年來,基于硫酸根自由基SO₄^-·的高級氧化技術(shù)去除難降解有機污染物的方法逐漸受到青睞,該方法主要通過過硫酸鹽在一定的活化條件下產(chǎn)生SO₄^-·、SO₄^-·的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位E⁰=+2.5~3.1V,接近甚至超過氧化性極強的羥基自由基,因此具有很強的氧化能力。過硫酸鹽能被多種方式活化,比如超聲、加熱、光解和過渡金屬。由于采用過渡金屬離子的方法相對簡單,無需外加熱源或者光源,不需要額外的反應(yīng)設(shè)備，無需外加藥劑，不會造成二次污染，系統(tǒng)運行穩(wěn)定性高。其中Fe²⁺作為自然界中廣泛存在的金屬離子,亞鐵鹽成本較低,對自然界無害,易于在實際應(yīng)用中推廣，且環(huán)境友好，因而受到廣泛關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對目前“零排放”工藝中高的有機物濃度負(fù)荷，分鹽過程膜污染的技術(shù)難題,從而提供了一種利用Fe²⁺活化過硫酸鹽（Fe²⁺+S₂O₈^2-→SO₄^-·+SO₄^2-+Fe³⁺）高級氧化RO濃水中有機污染物的方法。該方法對污染物的有效作用時間長,其中性偏堿性的范圍有利于在工業(yè)廢水中發(fā)揮良好的氧化作用。產(chǎn)生的硫酸根自由基,對污染物作用范圍廣,有效性強。該工藝流程簡單，可操作性強。

本發(fā)明提出的一種亞鐵鹽活化過硫酸鹽預(yù)處理加納濾分鹽處理RO/NF濃水的方法，具體步驟如下：

（１）調(diào)節(jié)反應(yīng)容器內(nèi)待處理水的初始pH值；

（２）向待處理水中投加亞鐵鹽和過硫酸鹽，過硫酸鹽在Fe²⁺下可被活化產(chǎn)生強氧化性的硫酸根自由基SO₄^-·，在磁力攪拌器下反應(yīng)，以降解大部分有機物；所述亞鐵鹽為無水硫酸亞鐵，所述過硫酸鹽為過硫酸鈉，過硫酸鈉的投加量為3-5mmol/L，無水硫酸亞鐵的投加量為3-5mmol/L；

（３）反應(yīng)之后靜止沉降，取上清液過濾；

（４）過濾后的上清液及未處理的RO濃水分別進入到納濾膜系統(tǒng)進行分鹽及減量濃縮；