[发明专利]一种去除高盐废水中硝态氮的工艺方法

说明书

一种去除高盐废水中硝态氮的工艺方法，包括将高盐废水依次进行（1）臭氧催化氧化，（2）生化处理，（3）除硬软化，（4）过滤，（5）反渗透，（6）对反渗透浓水进行电催化脱氮：（7）除氯，（8）纳滤分盐，（9）纳滤产水或浓缩后的纳滤产水以电催化深度脱氮；和（10）纳滤浓水和（9）中的电催化出水进行浓缩、结晶。本发明的工艺方法结合了电催化处理硝酸盐两种方式，对不同硝态氮浓度含量的废水分级处理，实现了高盐水硝态氮的去除，选择了较为经济的处理方式，并降低了处理周期。综合考虑了高盐废水的特点，针对硝态氮的去除，研究了一条整体的处理路径，提高结晶盐的纯度，减少杂盐的产生，为零排放做技术基础。

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及含盐废水资源化处理的工艺方法，特别是煤化工工业中高盐废水的资源化处理工艺方法。

背景技术

煤化工煤气化废水具有高氨氮、低COD的特征，经生化脱氮处理后，绝大部分氨氮转化为氮气释放到环境中，少部分以硝酸盐的形式存留于废水中，通过零排放工艺中的膜浓缩过程得到富集，形成较高硝酸盐浓度的高盐废水，对蒸发过程产生不利影响。此外，后续分盐工艺利用纳滤膜的离子选择性高效截留二价离子，将煤化工废水中的NaCl和Na₂SO₄进行分离，硝酸盐存留于氯化钠侧，降低氯化钠品质。硝酸盐的去除成为煤化工废水处理亟需攻克的难关。

针对废水中硝酸盐的去除，发展了多种水处理技术，主要包括生物脱氮法、物理化学法和催化还原法。高盐水中脱氮主要靠生化处理，化学法和催化还原法在高盐水中尚未有应用案例。

生物脱氮法通过制备高效微生物菌剂促进剂优化废水处理中生化体系的耐盐性能，提高系统的硝酸盐去除率。高盐水预处理单元投加耐盐菌剂和生长促进剂能对硝态氮取得较好的脱除效果。生物脱氮是煤化工高盐水去除硝酸盐的主要手段，该方法的稳定运行需要较高管理水平，脱氮速率慢并需要后续处理单元配套，占地面积大。

物理化学方法包括反渗透法、电渗析法ED、离子交换树脂法等，这些方法虽然能够将硝酸盐氮从废水中分离，但产生的的浓水仍需要最终处理。煤化工企业通常采用反渗透用于生化出水回用及高盐废水浓缩减量化，硝酸盐转移到浓水侧富集，生物法受高盐条件抑制无法使用。

电催化处理硝酸盐研究集中在地下水污染处理，电催化阴极还原硝酸盐主要有两种方式，一是阴极直接将硝酸盐还原为氮气；二是先将硝酸盐在阴极还原为氨氮，氨氮再与在阳极产生的氧化物作用生成氮气。通过阴极直接还原方式选择性高，随反应进行硝酸盐降低，浓度逐渐成为速控步骤，继续处理至低浓度耗时长。阴极还原硝酸盐生成氨氮反应速度快、选择性较高，再通过（阳极生成或直接投加ClO^-）氧化剂处理的方法可短时间将氨氮浓度去除至低于2mg/L，副产物为少量氯氨。

CN107285536A公开了一种煤化工污水和废水的处理和利用方法，该方法分别处理生产废水和生产污水，得到产品盐和回用水，该方法一方面减少了产生的杂盐量，同时产生工业盐，另一方面减少外排的结晶尾液量，同时产生均为脱盐淡水的再生水，可用于循环冷却系统，提高了循环冷却系统的浓缩倍率，减少补水量，节约了水资源。此方法处理过程第一结晶尾液混合后进行脱硝和降COD处理，虽得到总氮含量小于10mg/L，COD小于 60mg/L，仍无法避免后续硝酸盐富集的问题。

CN105461134A公开了一种煤化工高盐废水盐资源化的工艺，可高效回收水并得到工业级的氯化钠和硫酸钠。该工艺通过纳滤分盐、多效蒸发结晶及老化母液处理提高了水回收率，抽出部分母液处理保证了制备工业盐的质量。硝酸盐在流程中大部分转移到蒸发母液，干燥形成的混盐依然按危废处理。

CN104817142A公开了一种去除污水中硝酸盐的电化学方法及装置，能够实现硝酸盐的无害化处理，但测定水体氧化还原电位影响因素较多，以此为依据处理污水并不具有普适性，而且频繁启停容易使电源使用寿命变短。