光芬顿-纳滤处理实际高盐有机废水
曾海鳌，温瑞庭，程启遥，邵 瑞，杨天浩，唐 海
（安徽工程大学 化学与环境工程学院）
（南京清和科技发展有限公司）
（安徽海智博天环保科技股份有限公司）
光芬顿-纳滤处理实际高盐有机废水
曾海鳌1,2,3 ， 温瑞庭3 ， 程启遥1 ， 邵 瑞1 ， 杨天浩1 ， 唐 海1
（1. 安徽工程大学 化学与环境工程学院，安徽 芜湖 241000；2. 南京清和科技发展有限
公司，江苏 南京 210000；3. 安徽海智博天环保科技股份有限公司，安徽 芜湖 241000）
摘 要： 针对高盐有机废水中有机物含量高导致膜污染严重和回收盐品质低的问题，开发了
光芬顿-纳滤（NF）集成新工艺，其可大幅削减废水中有机物含量，提高处理效率和盐产品质量。经
分析，光芬顿-NF工艺对废水中COD的去除率可以达到96%以上，其中仅光芬顿即可降解94.6%的
COD，NF可进一步削减COD浓度至60 mg/L以下，且有75.5%的透盐率。通过正交实验发现，光芬顿
单元的最优条件是H
2
O
2
∶COD（质量比）=2.5∶1、H
2
O
2
∶Fe
2
（+ 质量比）=5∶1、pH=3、电流为18.0 A、反应时
间为90 min。高盐体系中，阴离子对光芬顿的抑制作用排序为H
2
PO
4 -
>HCO
3 -
>Cl
-
>SO
4 2-
。废水经光
芬顿处理后，可大幅降低 NF 膜污染，且高盐会对 NF 膜孔产生一定的溶胀作用，导致其渗透性能
增加。
关键词： 高盐有机废水； 光芬顿； 纳滤（NF）； 膜污染
中图分类号：TU992 文献标识码：A 文章编号：1000 - 4602（2025）23 - 0106 - 06
Photo-Fenton Coupled with Nanofiltration for Treating Real High‑salinity
Organic Wastewater
ZENG Hai‑ao
1，2，3
， WEN Rui‑ting
3
， CHENG Qi‑yao
1
， SHAO Rui
1
，
YANG Tian‑hao
1
， TANG Hai
1
（1. School of Chemistry and Environmental Engineering， Anhui Polytechnic University， Wuhu
241000， China；2. Nanjing Qinghe Technology Development Co. Ltd.， Nanjing 210000， China；
3. Anhui Haizhibotian Environmental Protection Technology Co. Ltd.， Wuhu 241000， China）
Abstract： A novel integrated photo-Fenton-nanofiltration (NF) process was developed to address
the challenges of severe membrane fouling and low‑quality recovered salt resulting from high organic
content in high‑salinity organic wastewater. This process effectively reduced organic contaminants in the
wastewater, thereby enhancing treatment efficiency and improving the quality of the recovered salt. The
COD removal efficiency of the photo-Fenton-NF process exceeded 96%. Specifically, the photo-Fenton
process alone achieved a COD degradation rate of 94.6%, while the subsequent NF step further reduced
the residual COD to below 60 mg/L, with a salt rejection rate of 75.5%. Through orthogonal experiments,
the optimal operating conditions for the photo-Fenton process were determined to be a H
2
O
2
to COD mass
ratio of 2.5∶1, a H
2
O
2
to Fe
2+
mass ratio of 5∶1, pH of 3, current of 18.0 A, and a reaction time of 90
minutes. In the high‑salinity system, the inhibitory effect of anions on the photo-Fenton process followed
the descending order of H
2
PO
4 -
, HCO
3 -
, Cl
-
and SO
4 2-
. Following photo-Fenton treatment, the fouling of
DOI：10. 19853/j. zgjsps. 1000-4602. 2025. 23. 016
通信作者：唐海 E-mail： tanghai@ahpu.edu.cn
·106·曾海鳌，等：光芬顿-纳滤处理实际高盐有机废水
第 41 卷 第 23 期
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NF membranes was substantially mitigated. However, the presence of high salinity induced a certain
degree of pore swelling in the NF membranes, leading to increased permeability.
Key words： high‑salinity organic wastewater; photo-Fenton; nanofiltration; membrane
fouling
高盐有机废水一般指有机物含量（以 COD 计）
超过 1 000 mg/L、溶解性固体（TDS）不低于 3. 5% 的
废水［1-2］ 。由于这类废水同时含有高浓度可溶性无
机盐和有机污染物，采用生化法处理时面临微生物
驯化难度大、处理周期长和系统稳定性差等限制［3］ 。
若未经处理直接排放，废水中的可溶性无机盐与难
降解有毒有机物会对土壤和水体造成严重影响，给
生态环境带来不可逆转的破坏。目前，这类废水中
的高浓度盐分一般通过蒸发工艺回收，但有机物浓
度过高会显著影响结晶盐品质与结晶效率［4-5］ 。因
此，如何实现有机物的有效削减及无机盐的纯化处
理，已成为高盐化工废水处理领域的关注热点。
芬顿高级氧化技术被视为削减有机物的有效
手段，然而传统芬顿氧化技术存在明显的瓶颈，致
使电芬顿、超声芬顿和光芬顿等新型技术得到广泛
关注［6］。其中光芬顿技术通过紫外光驱动芬顿体
系，相比传统芬顿反应，展现出 H
2
O
2
利用率显著提
升、Fe
2+
投加量减少［7-8］ ，以及降解效率高等优势［9］ 。
纳滤（NF）作为以压力为驱动力的膜分离技术，具备
纳米级截留性能。NF膜孔径通常在 0. 5~2. 0 nm范
围内，截留分子质量（MWCO）为 200~2 000 u，分离
精度介于超滤膜与反渗透膜之间，可高效截留水中
高价盐与有机物［10］ 。
笔者针对碳酸二甲酯生产过程中产生的高盐
有机废水所面临的有机物浓度高、有机物与无机盐
分离难等问题，采用新型光芬顿-NF集成工艺，契合
高盐有机废水近零排放理念中盐资源回收的核心
目标，通过正交实验设计优化光芬顿反应的关键参
数，并探究高盐体系对光芬顿技术削减有机物效能
的影响因素，测试不同市售纳滤膜及致密超滤膜对
光芬顿产水中有机物和无机盐的分离性能。
1
材料与方法
1. 1
实验材料
实验药剂包括过氧化氢（H
2
O
2
，AR，30%）、硫酸
（H
2
SO
4
，AR，95%~98%）和硫酸亚铁（FeSO
4
∙7H
2
O，
AR）、氢氧化钠（NaOH，AR，95%）。实验用水取自
实验室纯水系统。实验所用 NF 膜及致密超滤膜
（CRUF）为商业化产品，其中 LCRNF-S、ACRNF-S、
CRUF 购自浙江美易膜科技有限公司，膜片截留分
子质量分别为 500、300 和 2 000 u，CRUF 的二价盐
截留率（MgSO
4
，25 ℃）<10%，LCRNF-S 和 ACRNF-S
暂未提供数据；NF3购自北京安得膜科技有限公司，
膜片截留分子质量为 300 u，二价盐截留率（MgSO
4
，
25 ℃）>97%；LCRNF-S、CRUF和 NF3膜表面均带负
电，ACRNF-S膜表面带正电。实验用高盐有机废水
取自安徽合肥某化工企业，为碳酸二甲酯生产废
水，水质参数如下：COD 为 1 600~1 700 mg/L，电导
率为 50~60 mS/cm，HCOO
-
为 2 500 mg/L，C
2
O
4 2-
为
315 mg/L，CH
3
OH 为 80 mg/L，Na
+
、K
+
、Ca
2+
、Mg
2+
、Fe
3+
分别为 28 500、40、25、17、3 mg/L，NO
3 -
、CO
3 2-
、NO
2 -
、
Cl
-
分别为 16 050、13 000、2 000、0. 5 mg/L。实验过
程中废水均常温保存。
1. 2
光芬顿正交实验设计
针对高盐有机废水光芬顿工艺，采用正交实验
设计优化工艺条件。选取 H
2
O
2
与 COD 质量比（A）、
H
2
O
2
与Fe
2+
质量比（B）、pH（C）、电流（D，用于调节光
照强度）、反应时间（E）作为5个影响因素，各因素设
置5个水平开展正交实验，具体参数见表1。光芬顿
反应流程如下：首先将高盐有机废水 pH 调节至设
定值，然后转移至光催化反应槽（300 W紫外加强型
氙灯）；分别投加设定剂量的 H
2
O
2
、FeSO
4
，启动紫外
光源（距光源 20 cm）与搅拌装置（转速为 200 r/
min）；反应结束后，用 NaOH 溶液调节体系 pH 至中
