近年來，國內外對于含鹽廢水處理的工程技術研究和應用已經發展到了分質處理同時實現液體零排放的階段，在實現廢水零排放、回收廢水資源的同時，力爭達到廢水中鹽的分離并實現資源化利用。由于含鹽廢水水質區別及業主對廢水處理程度、技術經濟性要求的不同，其工藝路線存在一定的差異。預處理和減量化技術已有成熟技術可直接應用，但分鹽零排放技術應用及工藝路線，尚有可探討和進一步優化的空間。分鹽零排放的設計，必須針對其水質及特征污染物開展詳盡的設計甚至需要開展中試研究。項目工藝設計還必須考慮鹽分離實際效果、結晶鹽純度、技術經濟性、運行可靠性、最終母液減量化處理等關鍵因素，這些對于工藝設計的科學合理性尤為重要。然而，無論采用何種工藝，都會采用膜處理技術、冷凍、結晶技術的耦合集成，這些技術都與含鹽廢水COD去除有關，它關系到膜的污染、蒸發效率、結晶鹽品質等諸多關鍵點。因此，含鹽廢水COD的去除是液體零排放的關鍵技術之一，采用何種COD去除技術需要針對不同的含鹽廢水進行實驗和篩選，最終優選出合適的技術方法和科學的工藝節點位置。

1、實驗原理

雙氧水與亞鐵離子的結合即為Fenton試劑。Fenton法采用Fe2+/H2O2體系來氧化多種有機物，之所以具有很強的氧化能力，是因為其中含有Fe2+和H2O2，H2O2被亞鐵離子催化分解生成羥基自由基(•OH)，并引發更多的其他自由基反應，其中Fe2+離子主要是作為同質催化劑，而H2O2則起氧化作用。Fenton試劑具有極強的氧化能力，特別適用于某些難生物降解的或對生物有毒性的工業廢水的處理，其反應機理如下：

以上反應鏈產生的羥基自由基具有如下重要性質：

(1)羥基自由基(•OH)是一種很強的氧化劑，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)它具有較高的電負性或電子親和能(569.3kJ)，容易進攻高電子云密度點，羥基自由基(•OH)的進攻具有一定的選擇性；

(3)羥基自由基(•OH)具有加成作用，當有碳碳雙鍵存在時，除非被進攻的分子具有高度活潑的碳氫鍵，否則將發生加成反應。

綜上所述，Fenton法處理有機物的實質就是羥基自由基與有機物發生反應。國內外對Fenton法氧化技術進行了大量的廢水處理實驗，實驗表明：(1)反應啟動快，反應在酸性條件下，常溫常壓；(2)不需要設計復雜的反應系統，設備簡單。

2、水樣來源

實驗用水來自寧夏寧東某含鹽廢水處理項目冷凍母液。實驗選取的工藝節點為冷凍環節濃縮循環母液上清液，該水樣特點為COD含量高，鹽分高。

3、實驗計劃

影響實驗的因素包括：溫度、pH、雙氧水投加量、硫酸亞鐵投加量、攪拌反應時間，如表1。選擇L16-45正交表開展實驗。

4、實驗材料

實驗材料見表2，實驗設備見圖1。

5、實驗結果

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COD去除率變化不大，介于7.7~8%之間；隨著投加量的進一步增加，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時去除率達到最低，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反應適宜在較強酸性條件下進行。

5.4 反應時間影響

如圖5反應時間對COD去除率并沒有明顯影響，反應時間并非越長越好；當反應10min后，出現相對較高的去除率。

5.5 溫度變化的影響

如圖6溫度對COD的去除率影響不明顯，在35℃其去除率相對較高為7.85%，隨著溫度繼續升高，COD去除率略微下降。

5.6 影響因素大小及最優組合

如圖7影響因素大小：pH>雙氧水投加量>溫度>反應時間>硫酸亞鐵投加量；通過均質分析得知，A1-B1-C1-D2-E2為最優組合條件。結合均質分析和極差分析，得出最優方案組合為：C1，A1，B1，D2，E2，即當pH為3，雙氧水(30%)投加量10mL，硫酸亞鐵投加量5g，反應溫度35℃，反應時間10min為最優條件。

6、結論

通過實驗研究表明，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>反應時間>硫酸亞鐵投加量；最優反應條件為：pH值=3，雙氧水(30%)投加量10mL，硫酸亞鐵投加量5g，反應溫度35℃，攪拌反應10min。實驗條件下最高去除率僅為10.90%，該技術處理效果不理想，技術可行性差。(來源：國家能源集團寧夏煤業有限責任公司煤炭化學工業技術研究院)