濕式催化氧化技術(shù)處理工業(yè)廢水研究進(jìn)展
摘要:濕式催化氧化法是在傳統(tǒng)濕式氧化法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種能在較溫和的條件下。處理高濃度,有害,生物難降解污染物的有效的高級氧化方法,在工業(yè)廢水處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文主要介紹了濕式催化氧化法的基本概念,反應(yīng)機(jī)理.分類,催化劑,以及在處理實際工業(yè)廢水中的應(yīng)用以及未來的發(fā)展前景等。
關(guān)鍵詞:濕式催化氧化,催化劑,工業(yè)廢水
濕式空氣氧化法是~種有效的手段,它指在高溫、高壓下,在液相中,用氧氣或空氣作為氧化劑,氧化水中溶解態(tài)、懸浮態(tài)的有機(jī)物或還原態(tài)的無機(jī)物的一種處理方法。傳統(tǒng)的濕式氧化法對于高濃度、有毒有害、難生物降解的有機(jī)廢水的處理是比較有效的,但是其實際推廣應(yīng)用仍受到限制:(1)一般要在高溫高壓的條件下進(jìn)行,對設(shè)備材料要求耐高溫高壓、耐腐蝕,所以設(shè)備系統(tǒng)的一次性投資大。另外,反應(yīng)中須維持高溫高壓下進(jìn)行,所以僅適于小流量高濃度的廢水處理;對于低濃度的廢水,則不是非常經(jīng)濟(jì)。(2)即使在很高的溫度下,對某些有機(jī)物如多氯聯(lián)苯、小分子羧酸的去除效果也不理想,難以做到完全氧化。(3)濕式氧化過程中可能會產(chǎn)生某些毒性更強(qiáng)的中間產(chǎn)物。
為了克服以上不足,自70年代以來在傳統(tǒng)的濕式氧化法基礎(chǔ)上發(fā)展起來了催化濕式氧化處理技術(shù),以使反應(yīng)能在更溫和的條件下和更短的時間內(nèi)完成。催化濕化氧化法在日本等國已獲得工業(yè)化規(guī)模的應(yīng)用,每年都有大量催化劑專利出現(xiàn);最近在歐洲也掀起了催化濕式氧化的研究熱,而在我國有關(guān)這方面的研究還較少。研究和開發(fā)新型高效催化劑對于推廣催化濕式氧化在各種有毒有害廢水處理的應(yīng)用,具有較高的實用價值。
濕式催化氧化法是在傳統(tǒng)的濕式氧化處理工藝中,加入適宜的催化劑以降低反應(yīng)所需的溫度與壓力,提高氧化分解能力,縮短反應(yīng)時間,防止設(shè)備腐蝕和降低成本。應(yīng)用催化劑能加快反應(yīng)速度,主要從兩個方面來解釋:一是降低了反應(yīng)的活化能;二是改變了反應(yīng)歷程。由于氧化催化劑有選擇性,有機(jī)化合物的種類和結(jié)構(gòu)不同,因此要對催化劑進(jìn)行篩選評價。適于氧化反應(yīng)的催化劑大多為過渡金屬氧化物,因為過渡金屬氧化物晶格中的氧元素容易被引入或去除。目前應(yīng)用于濕式氧化法的催化劑主要包括過渡金屬及其氧化物,復(fù)合氧化物和鹽類№吲。已有多種過渡金屬氧化物被認(rèn)為具有濕式氧化催化活性,其中貴金屬系列(如以Pt、Pd為活性成分)的催化劑活性高、壽命長、適應(yīng)性強(qiáng),但是價格昂貴,應(yīng)用受到限制。所以在研究開發(fā)中一般比較重視非貴金屬催化劑,其中過渡金屬如Cu、Fe、Ni、Co、Mn在不同的反應(yīng)中都具有較好的催化性能。
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