北斗智库环保管家网讯：国家对于煤化工行业污水处理的要求不断提高，目前所有新建的煤化工项目都要求分盐零排放。由于零排放的进水是前端膜处理系统的浓水，这类高盐废水具有高盐、高COD、高氨氮以及水质波动大等特点，是一种典型的难降解工业废水，其中含有大量难以降解氧化的杂环类、有机高分子等有机物。

 

 

　　目前处理高盐废水中COD、氨氮的方法主要有化学氧化法和生物法等。尽管这些方法已经在部分项目得到应用，但暴露出不少缺点：化学氧化法存在成本较高、受废水中TDS和有机物种类影响大等问题;生物法存在高盐环境中微生物培养困难、来水水质波动较大时会造成生化系统的崩溃等问题。

 

 

　　针对高盐废水COD难以处理的问题，杰尧科技及其团队结合当前高级氧化催化工艺的应用，提出采用电催化氧化的新型化学氧化工艺。

 

　　在外加电场的作用下，通过直接氧化和间接氧化对水中的COD进行破环断链和氧化。直接氧化是指有机物在电极表面直接氧化为易降解有机物甚至无机化;间接氧化是指水分子和氯离子在阳极板生成羟基自由基和氧自由基等强氧化物，通过上述强氧化物的协同作用将难降解的有机物去除。这种技术具有适应性强、操作维护简便、无需添加药剂、设备结构简单、效果显著和处理时间短等优点，对于煤化工、石油化工、印染、制药、焦化和造纸等特别难处理的工业废水中的COD、氨氮及色度等都有很好的去除效果。

 

 

　　我们在前期小试的基础上，结合行业处理经验，对陕西某煤化工回用水厂产生的高盐废水进行中试，进一步证实电催化氧化对高盐废水中COD和氨氮的去除效果及试验过程中pH值和氧化还原电位的变化状况，最终目的是为电催化氧化技术在高盐废水处理的工业化应用提供基础数据。

 

　　水质指标：

 

　　本次中试试验废水为某煤化工污水处理厂的高盐废水，具有高盐、高COD、高氨氮以及水质波动大等特点，且有机物成分表现为复杂性与难降解性。

 

　　COD:820mg/L；TDS:100000mg/L；电导率：105050

 

　　工艺流程及试验方法：

 

　　煤化工污水处理厂排出的高盐废水通过提升泵进入电催化氧化装置，处理后的废水进入产水箱;电催化氧化装置处理过程中产生的废气经废气处理系统处理后由排气烟囱排出。工艺流程如图1所示。

 

 

　　根据来水情况进行废水水质调节后通过提升泵将调节好的废水泵入电催化氧化装置中，然后关闭提升泵，启动循环泵、引风机、喷淋塔;调整好循环流量，启动电源开始试验。

 

 

　　经过小试确定，在电催化氧化装置电压为4.0V恒压、电流为2000A恒流，调节进水pH为10的工况条件下进行中试。为了考察废水中COD、氨氮、pH和氧化还原电位随反应时间的变化状况，分别在反应时间为0、12.5、25、37.5、50、62.5和75min时取样，进行性能测定。

 

　　试验结论

 

 

　　在电催化氧化装置电压为4.0V、电流为2000A的工况条件下进行试验，在设定的反应时间时取样、进行测定。经过电催化氧化工艺处理后，不同反应时间下COD的去除效果如图2所示。

 

 

　　由图2可以看出，电催化氧化处理高盐废水的出水COD质量浓度随着反应时间的增加呈现快速下降－缓慢下降－快速下降的趋势。当反应时间达到37.5min时，COD出水质量浓度由821.4mg/L下降为477.9mg/L，去除率为41.82%。此阶段COD去除速率较快，这是由于反应初期废水中COD质量浓度较高，且易降解物质较多，出现COD质量浓度快速降低的现象。反应时间在37.5min到62.5min时，出水COD质量浓度388.3mg/L，去除率为52.73%，此阶段COD的去除速率较慢，这是由于该阶段存在部分难降解的有机物，活性基团需要较多的氧化性物质进行断链或破环处理，导致COD的去除速率相对降低。62.5min后，由于前段难降解物质的破环断链，产生易降解物质，COD的去除速率重新加快，到反应时间为75min时，COD出水质量浓度为308.0mg/L，总的去除率为62.5%。该COD去除率的效果可以满足后续工艺要求。因此，确定反应时间为75min。

 

　　氧化还原电位随时间的变化

 

　　经过电催化氧化工艺处理后，出水氧化还原电位(OＲP)随时间的变化情况如图3所示。

 

 

　　由图3可知，电催化氧化处理高盐废水的出水OＲP随着反应时间的增加呈现先缓慢上升后快速上升的趋势。反应25min时，出水OＲP为265.9mV，较初始OＲP增加了53.8mV;50min时出水OＲP为347.8mV，较初始OＲP增加了135.8mV;62.5min时出水OＲP为415.9mV，较初始OＲP增加了203.9mV，总体上升较为缓慢。当反应75min时，出水OＲP为896.9mV，较初始OＲP增加了684.9mV，此时OＲP上升速率加快，最终达到进水OＲP的423%。在催化氧化过程中，获得了较高的氧化电位，氧化基团的活性明显增加。由此可以看出，出水的OＲP增速不断加快;尤其是62.5min到75min，OＲP直线上升，说明水中氧化性物质急剧增加，而吨水电耗不变，对于氧化性物质的利用率变小。出水OＲP变化趋势与COD去除效果试验结果也相互印证。

 

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