CN110921928A - 一种辐照耦合过一硫酸盐处理焦化废水浓缩液的方法 - Google Patents

一种辐照耦合过一硫酸盐处理焦化废水浓缩液的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于环境工程技术领域的一种辐照耦合过一硫酸盐处理焦化废水浓缩液的方法。该方法为向焦化废水浓缩液中加入过一硫酸盐进行反应，将反应后所得混合液进行辐照处理。本发明处理后焦化废水浓缩液的色度完全消失，COD达到了焦化废水行业排放标准。本发明能够有效处理焦化废水浓缩液，达到去除焦化废水浓缩液色度和降低COD的目的。

Description

一种辐照耦合过一硫酸盐处理焦化废水浓缩液的方法
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，特别涉及一种辐照耦合过一硫酸盐处理焦化废水浓缩液的方法。
背景技术
近年来，随着中国经济的持续发展，拉动了我国对钢铁等基础产业的需求。为满足经济发展的需求，炼钢厂大幅度提高产量。在提高产量的同时，也大幅度增加了用水量。我国是全球缺水最严重的国家之一。为了实现可持续发展，炼钢厂实行了废水循环再利用，进而减少新水的消耗量。为了满足废水的回用标准，焦化废水通常在经过常规的生化处理后，需通过膜处理工艺进一步处理。在经过膜处理工艺后会产生大量的浓缩液。与普通废水比较，焦化废水浓缩液的电导率更高、成分更复杂以及污染物浓度更高。焦化废水浓缩液中含有的高浓度污染物，大多具有“致癌、致畸、致突变”效应和毒性，直接排放至水体，有可能对生态安全与人类健康带来风险。而且随着新工业水污染物排放标准的全面强制实施，浓缩液需进一步的处理才能达到排放标准。
高级氧化工艺能有效去除废水中的难降解有机污染物。目前常用的工艺有光催化氧化和Fenton氧化。上述高级氧化法可以通过产生大量的羟基自由基降解废水中的难降解有机污染物。焦化废水浓缩液中盐度较高，含有高浓度的氯离子。氯离子会与羟基自由基反应，生成氧化性较弱的氯自由基，进而降低了高级氧化工艺的处理效率。因此氯离子的存在会严重影响高级氧化工艺对焦化废水浓缩液的处理效果。而且光催化氧化经济成本高，所需要的UV灯在废水中的穿透能力较弱。Fenton氧化法适用的pH范围较窄(4左右)，且反应过程中会产生大量的铁泥，需要进一步处理，势必增加经济成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种辐照耦合过一硫酸盐处理焦化废水浓缩液的方法，具体技术方案如下：
一种辐照耦合过一硫酸盐处理焦化废水浓缩液的方法为，向焦化废水浓缩液中加入过一硫酸盐进行反应，将反应后所得混合液进行辐照处理。
本发明所述焦化废水浓缩液是指在膜处理工艺中产生的含高浓度有机污染物和氯离子的有机废液，其150mg/L≤COD≤500mg/L。
所述过一硫酸盐为过一硫酸钾和/或过一硫酸纳。
所述混合液中过一硫酸盐与氯离子的质量比≥1:20，所述氯离子为焦化废水浓缩液中氯离子。
所述反应温度为15℃-90℃，反应pH为3.0-11.0，反应时间为30-150分钟。所述反应pH的调节剂为盐酸或氢氧化钠。
所述辐照包括电子束辐照及放射性同位素辐照；所述放射性同位素包括Cs-137或Co-60。所述辐照的剂量为1kGy～20kGy。
本发明所用辐照设备包括电子加速器、钴源或铯源。
本发明的有益效果为：
(1)本发明方法中，添加过一硫酸盐，可以将焦化废水浓缩液的氯离子转化为次氯酸，减少氯离子副作用的同时，增加溶液中的氧化剂。而且过一硫酸盐氧化过程中产生的次氯酸，在后续辐照作用下，会进一步分解产生强氧化剂羟基自由基，增加了体系中强氧化剂的浓度，进而提高了处理焦化废水浓缩液的效果。利用本发明提供的方法，处理后焦化废水浓缩液的色度完全消失，出水COD达到《炼焦化学工业污染物排放标准》中的排放标准。
(2)与光催化所用的光源比较，本发明方法中利用的辐照在水中具有较强的穿透能力，不需要添加二价铁离子，能适应更广泛的pH范围，运行费用低、处理效果好，具有较强的处理能力；在处理焦化废水浓缩液方面具有广泛的应用前景。
具体实施方式
本发明提供了一种辐照耦合过一硫酸盐处理焦化废水浓缩液的方法，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
本发明焦化废水浓缩液的具体处理方法为：将定量的过一硫酸盐加入到焦化废水浓缩液中，搅拌使其完全溶解，反应一定时间后，将所得的混合溶液进行辐照处理。本发明COD含量采用领域内常用COD测试方法得到。
实施例1
在室温下，向50mL的焦化废水浓缩液中加入150mg的过一硫酸盐，焦化废水浓缩液中氯离子浓度为7g/L，反应后得到混合液，采用200Gy/min剂量率辐照5分钟即辐照剂量为1kGy处理所得混合液。处理后焦化废水浓缩液的色度完全去除，焦化废水浓缩液的COD从处理前的200mg/L降低到129mg/L，焦化废水浓缩液的COD去除率为35.3％，达到《炼焦化学工业污染物排放标准》中的间接排放标准。
实施例2
在室温下，向50mL的焦化废水浓缩液中加入750mg的过一硫酸盐，焦化废水浓缩液中氯离子浓度为7g/L，反应后得到混合液，采用200Gy/min剂量率辐照5分钟即辐照剂量为1kGy处理所得混合液。处理后焦化废水浓缩液的色度完全消失，COD从处理前的200mg/L降低到87.8mg/L，COD去除率达到56.1％，达到《炼焦化学工业污染物排放标准》中的直接排放标准。
实施例3
在室温下，向50mL的焦化废水浓缩液中加入60mg的过一硫酸盐，焦化废水浓缩液中氯离子浓度为7g/L，反应后得到混合液，采用200Gy/min辐照50分钟即辐照剂量为10kGy处理所得混合液。处理后焦化废水浓缩液的色度完全消失，COD从处理前的230mg/L降低到56.1mg/L，COD去除率为75.6％，达到《炼焦化学工业污染物排放标准》中的直接排放标准。
实施例4
在室温下，向50mL的焦化废水浓缩液中加入60mg的过一硫酸盐，焦化废水浓缩液中氯离子浓度为7g/L，反应后得到混合液，采用200Gy/min辐照100分钟即辐照剂量为20kGy处理所得混合液。处理后焦化废水浓缩液的色度全消失，COD从处理前的230mg/L降低到30.5mg/L，COD去除率达到86.7％，达到《炼焦化学工业污染物排放标准》中的直接排放标准。

Claims (8)

1.一种辐照耦合过一硫酸盐处理焦化废水浓缩液的方法，其特征在于，向焦化废水浓缩液中加入过一硫酸盐进行反应，将反应后所得混合液进行辐照处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过一硫酸盐为过一硫酸钾和/或过一硫酸纳。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合液中过一硫酸盐与氯离子的质量比≥1:20。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应温度为15℃-90℃，反应pH为3.0-11.0，反应时间为30-150分钟。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述反应pH调节剂为盐酸或氢氧化钠。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辐照包括电子束辐照或放射性同位素辐照。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述放射性同位素包括Cs-137或Co-60。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辐照剂量为1kGy～20kGy。
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