煤化工废水零排放最终母液处理技术

煤化工废水零排放最终母液处理技术

高盐度难降解化工废水的处理是目前行业内污水处理界公认的难题，甚至困扰着行业的向前发展，由于末端废水（尤其是结晶蒸发母液水）成分复杂，含盐量高，CODcr（化学需氧量）浓度一般均在10000mg/L以上且含有大量的难降解有机物，在化工、中间体、废液处理等行业中广泛存在。这些废水通过预处理后仍有5%-20%的含盐量，同时有机物含量又高。由于细菌耐盐量较低，通常无法直接进行生化处理，目前主要采用各类多效蒸发系统进行处理，使其蒸发浓缩，蒸发系统强制循环，蒸发回流母液不断循环回流，造成蒸发结晶系统的堵塞和结垢。

包头市沃特尔环保科技有限公司多年来致力于各种高盐高有机物废水的技术研发工作，激光矩阵&微波裂解技术就是该公司经多年研究而开发出的一种新型集成技术。为此技术中心于2020年11月对该技术进行了技术调研。

沃特尔环保科技有限公司研制的脉冲激光矩阵能在较温和的条件下利用特定波长的激光对有机物进行催化降解，使其最终生成二氧化碳、水和无机盐，且不带入其它组分。在云计算、区块链、实验室的辅助下，根据目标水样污染物成分，可以精确地计算出高难废水处理时所需要的微波裂解频次及激光波长等，由此可制定出靶向式去除方案，彻底解决高难废水（临界废水）在阻碍工业生产前进中所面临的困难。

激光矩阵技术的工作原理

原理：具有特定能量的光子与物质相互作用时，相关物质分子能够吸收光子而产生能级的跃迁。

典型物质：卤代烃 醛类

例：HCHO是水体中重要光吸收物质，它能吸收290~370nm波长范围内的光并进行光解（数据库）：

HCHO+hv→hco+h.λ<370nm→co+h2λ<320nm

当290nm<λ<320nm时光量子产率为0.71~0.78

激光矩阵技术的技术特点

该技术的主要特征是靶向脱除，具体有：

①单色性好:普通光源发射的光子，在频率上是各不相同的，包含各种颜色而激光式发射的各个光子频率相同，因此激光是最好的单色光源。由于水中污染物的降解强烈的依赖于光的波长，使的激光的单色性，在污染物的降解中起到了至关重要的作用，也是该集成设备能做到针对目标污染物，靶向脱除的重要依据

②高亮度：具有高亮度的激光，主要由于其光束具有高度聚集性。激光的高亮度特性，也正是其能量高度集中的体现。经过透镜聚焦之后，焦点附近能够形成数千度，甚至上万度的高温，这种特性使得它几乎能加工所有的材料。

③方向性好：普通光源发出的光是沿着各个方向进行传播的，发散角很大。相较而言，激光的发散角却很小，几乎是沿着平行方向发射的。激光器发射的光是一种偏振光，方向固定。一个简单的案例可以直观表述这一点：激光照水不会发生折射。在各种激光器中，气体激光器在方向性上表现最为突出，其次则是固体激光器，半导体激光器在这方面的表现则稍逊一些。

④相干性好：光波是由无数光量子所组成的，从激光器中发射出来的光量子由于共振原理，在波长、频率、偏振方向上都是一致的，这就使得其具有非常强的干涉力。我们一般也将激光称作相干光。正是因为与普通光源相比，激光的相干性要强得多。

案列原理

目标对象：对硝基苯酚（p-np）

通过内部数据库计算，得出在激光波长266nm处对硝基苯酚的降解效果最佳：

激光矩阵作用在266nm处，对硝基苯酚（p-np）既发生光电离又发生光激发，获得了4p-np阳离子，在PH高于2.2条件下脱质子成中性自由基，光电离生成的阳离子自由基、光激发生成的激发三重态在瞬态特征吸收谱以及分解产生的SO4+可快速氧化，对硝基苯酚（p-np）接近完全降解。

应用案例：

该公司在亿利化学工业有限公司以BOT形式（建设、运营、15年后移交）建设的废水零排放结晶分盐项目中，采用“特种纳滤+超级氧化组合工艺＋蒸发系统”的工艺，不但实现了分盐项目的稳定运行，并且产生的氯化钠或氯化钠盐水全部都回用于烧碱厂，产生硫酸钠也达到工业级标准。

超级氧化系统处理前水质指标：

COD 64000mg/L

TOC 4821mg/L

氨氮4712mg/L

含盐量 238g/L

总铁 9.1mg/L

通过末端对母液的特殊处理工艺回流蒸发器后，可持续改善蒸发器进水水质指标，因此蒸发器运行轻松稳定且起到整体水质持续向好调节作用，水平衡、盐平衡都得以改善，使用户水系统整体抗风险能力加强。

超级氧化系统处理后水质指标：

TOC：298mg/L

氨氮 0.21mg/L

COD 4721mg/L

含盐量 238g/L

总铁 2.4mg/L

末端母液水处理前后的指标对比如下表所示：

可见，通过利用该技术对母液进行特殊处理，COD、TOC和氨氮去除率都在90％以上，且氨氮几乎完全被脱除，整体水质得到了极大提高。

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