近年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)于含鹽廢水處理的工程技術(shù)研究和應(yīng)用已經(jīng)發(fā)展到了分質(zhì)處理同時(shí)實(shí)現(xiàn)液體零排放的階段，在實(shí)現(xiàn)廢水零排放、回收廢水資源的同時(shí)，力爭(zhēng)達(dá)到廢水中鹽的分離并實(shí)現(xiàn)資源化利用。由于含鹽廢水水質(zhì)區(qū)別及業(yè)主對(duì)廢水處理程度、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性要求的不同，其工藝路線存在一定的差異。預(yù)處理和減量化技術(shù)已有成熟技術(shù)可直接應(yīng)用，但分鹽零排放技術(shù)應(yīng)用及工藝路線，尚有可探討和進(jìn)一步優(yōu)化的空間。分鹽零排放的設(shè)計(jì)，必須針對(duì)其水質(zhì)及特征污染物開展詳盡的設(shè)計(jì)甚至需要開展中試研究。項(xiàng)目工藝設(shè)計(jì)還必須考慮鹽分離實(shí)際效果、結(jié)晶鹽純度、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行可靠性、最終母液減量化處理等關(guān)鍵因素，這些對(duì)于工藝設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性尤為重要。然而，無論采用何種工藝，都會(huì)采用膜處理技術(shù)、冷凍、結(jié)晶技術(shù)的耦合集成，這些技術(shù)都與含鹽廢水COD去除有關(guān)，它關(guān)系到膜的污染、蒸發(fā)效率、結(jié)晶鹽品質(zhì)等諸多關(guān)鍵點(diǎn)。因此，含鹽廢水COD的去除是液體零排放的關(guān)鍵技術(shù)之一，采用何種COD去除技術(shù)需要針對(duì)不同的含鹽廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和篩選，最終優(yōu)選出合適的技術(shù)方法和科學(xué)的工藝節(jié)點(diǎn)位置。
1、實(shí)驗(yàn)原理
雙氧水與亞鐵離子的結(jié)合即為Fenton試劑。Fenton法采用Fe2+/H2O2體系來氧化多種有機(jī)物，之所以具有很強(qiáng)的氧化能力，是因?yàn)槠渲泻?/span>Fe2+和H2O2，H2O2被亞鐵離子催化分解生成羥基自由基(•OH)，并引發(fā)更多的其他自由基反應(yīng)，其中Fe2+離子主要是作為同質(zhì)催化劑，而H2O2則起氧化作用。Fenton試劑具有極強(qiáng)的氧化能力，特別適用于某些難生物降解的或?qū)ι镉卸拘缘墓I(yè)廢水的處理，其反應(yīng)機(jī)理如下：
以上反應(yīng)鏈產(chǎn)生的羥基自由基具有如下重要性質(zhì)：
(1)羥基自由基(•OH)是一種很強(qiáng)的氧化劑，其氧化電極電位(E)為2.80V，在已知的氧化劑氧化電位中僅次于F2。
(2)它具有較高的電負(fù)性或電子親和能(569.3kJ)，容易進(jìn)攻高電子云密度點(diǎn)，羥基自由基(•OH)的進(jìn)攻具有一定的選擇性；
(3)羥基自由基(•OH)具有加成作用，當(dāng)有碳碳雙鍵存在時(shí)，除非被進(jìn)攻的分子具有高度活潑的碳?xì)滏I，否則將發(fā)生加成反應(yīng)。
綜上所述，Fenton法處理有機(jī)物的實(shí)質(zhì)就是羥基自由基與有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。國(guó)內(nèi)外對(duì)Fenton法氧化技術(shù)進(jìn)行了大量的廢水處理實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明：(1)反應(yīng)啟動(dòng)快，反應(yīng)在酸性條件下，常溫常壓；(2)不需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的反應(yīng)系統(tǒng)，設(shè)備簡(jiǎn)單。
2、水樣來源
實(shí)驗(yàn)用水來自寧夏寧東某含鹽廢水處理項(xiàng)目冷凍母液。實(shí)驗(yàn)選取的工藝節(jié)點(diǎn)為冷凍環(huán)節(jié)濃縮循環(huán)母液上清液，該水樣特點(diǎn)為COD含量高，鹽分高。
3、實(shí)驗(yàn)計(jì)劃
影響實(shí)驗(yàn)的因素包括：溫度、pH、雙氧水投加量、硫酸亞鐵投加量、攪拌反應(yīng)時(shí)間，如表1。選擇L16-45正交表開展實(shí)驗(yàn)。
4、實(shí)驗(yàn)材料
實(shí)驗(yàn)材料見表2，實(shí)驗(yàn)設(shè)備見圖1。
5、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.1 雙氧水投加量影響
如圖2雙氧水(30%)的投加量并非越多越好，投加量在5~9mL時(shí)COD去除率變化不大，介于7.7~8%之間；隨著投加量的進(jìn)一步增加，COD去除率反而下降。
5.2 硫酸亞鐵投加量
如圖3隨著硫酸亞鐵投加量增加，COD去除率反而降低，在6g時(shí)去除率達(dá)到最低，之后上升，因此硫酸亞鐵投加量不宜過多。
5.3 pH值的影響
如圖4COD的去除率隨著pH值增加而逐漸降低，可見fenton反應(yīng)適宜在較強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行。
5.4 反應(yīng)時(shí)間影響
如圖5反應(yīng)時(shí)間對(duì)COD去除率并沒有明顯影響，反應(yīng)時(shí)間并非越長(zhǎng)越好；當(dāng)反應(yīng)10min后，出現(xiàn)相對(duì)較高的去除率。
5.5 溫度變化的影響
如圖6溫度對(duì)COD的去除率影響不明顯，在35℃其去除率相對(duì)較高為7.85%，隨著溫度繼續(xù)升高，COD去除率略微下降。
5.6 影響因素大小及最優(yōu)組合
如圖7影響因素大�。�pH>雙氧水投加量>溫度>反應(yīng)時(shí)間>硫酸亞鐵投加量；通過均質(zhì)分析得知，A1-B1-C1-D2-E2為最優(yōu)組合條件。結(jié)合均質(zhì)分析和極差分析，得出最優(yōu)方案組合為：C1，A1，B1，D2，E2，即當(dāng)pH為3，雙氧水(30%)投加量10mL，硫酸亞鐵投加量5g，反應(yīng)溫度35℃，反應(yīng)時(shí)間10min為最優(yōu)條件。
6、結(jié)論
通過實(shí)驗(yàn)研究表明，fenton法去除煤化工含鹽廢水COD各因素的影響程度大小為：pH>雙氧水投加量>溫度>反應(yīng)時(shí)間>硫酸亞鐵投加量；最優(yōu)反應(yīng)條件為：pH值=3，雙氧水(30%)投加量10mL，硫酸亞鐵投加量5g，反應(yīng)溫度35℃，攪拌反應(yīng)10min。實(shí)驗(yàn)條件下最高去除率僅為10.90%，該技術(shù)處理效果不理想，技術(shù)可行性差。(來源：國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司煤炭化學(xué)工業(yè)技術(shù)研究院)
