零排系统蒸发母液处理冷却-紫外高级氧化法

化工园区零排放系统中，蒸发母液的高盐分与难降解有机物问题长期制约着处理效率。这类母液因盐含量极高（电导率常达20mS/cm以上）、有机物成分复杂，传统生物法与简单物化工艺难以奏效，常被列为危险废弃物。近年来，冷却预处理耦合紫外高级氧化技术（UV-AOP）的联合工艺为这一难题提供了创新解决方案，已在西部某化工园区实现工程化应用。

一、技术瓶颈：高盐与有机物的协同挑战

蒸发母液的核心难点在于盐分与有机物的恶性循环。高盐环境易导致催化剂失活（如臭氧催化氧化中离子竞争活性位点），而有机物浓度过高又会加剧蒸发系统结胶风险。实验数据显示，未经处理的母液中COD达768mg/L，TOC为213mg/L，直接采用单一氧化工艺时，盐离子与羟基自由基（·OH）的副反应会显著降低污染物去除率。此外，高盐分带来的设备腐蚀与结垢问题进一步推高了处理成本。

二、工艺创新：冷却脱盐与UV-AOP的协同效应

针对上述问题，研究者开发了“冷却预处理-紫外/臭氧/H₂O₂高级氧化”组合工艺。该工艺通过两步法实现污染物高效降解：

冷却脱盐：物理分离与初步净化

将蒸发母液急速降温至-5℃时，盐分结晶析出量达184g/L，电导率从21.23mS/cm降至8.87mS/cm，同时去除部分有机物（COD和TOC去除率分别达9.5%和2.4%）。低温条件下，Na⁺、Cl⁻等易结晶盐优先析出，不仅降低了后续工艺的盐负荷，还减少了有机物对氧化反应的干扰。

紫外高级氧化：强化有机物矿化

冷却后的上清液进入UV-AOP反应器，通过臭氧曝气与H₂O₂协同作用产生大量·OH。实验表明，当臭氧投加量576mg/L、H₂O₂投加量0.68g/L、反应时间3小时时，COD和TOC去除率分别达到41.7%和37.1%。紫外光催化显著提升了羟基自由基的生成效率——臭氧的摩尔消光系数远高于H₂O₂，可快速分解产生·OH；而H₂O₂作为补充氧化剂，进一步延长了自由基的作用时间。

三、工程验证：经济性与稳定性双赢

在西部某化工园区的示范工程中，该组合工艺实现了蒸发母液的高效处理与回流。冷却单元将盐分浓缩至可结晶分离的水平，UV-AOP单元则使出水COD降至150mg/L以下，满足回流蒸发系统的要求。相较于传统焚烧法（投资成本超200万元/吨盐），该工艺运行成本降低约60%，且避免了危险废弃物处置的高额费用。

四、未来方向：智能化与多技术融合

当前研究正探索将在线监测传感器与AI算法结合，动态优化冷却温度与氧化剂投加量。此外，将电催化氧化或膜分离技术整合至该流程中，可进一步提升难降解有机物的去除率，推动零排放系统向更低能耗、更高资源化水平发展。

结语

冷却-紫外高级氧化法通过物理-化学协同作用，成功破解了高盐高有机废水处理的行业难题。其模块化设计、低运行成本的特点，为化工园区零排放提供了可靠的技术路径，也为其他高盐废水处理场景提供了重要参考。