催化濕式氧化技術(shù)處理高濃度污染廢水的研究進(jìn)展及應(yīng)用
對(duì)于高濃度、高毒性以及難生物降解的有機(jī)廢水采用常規(guī)的物化或生化法處理無(wú)法達(dá)到對(duì)此類廢水凈化處理的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)要求,因此。難降解高濃度有機(jī)工業(yè)廢水的高效處理成為國(guó)內(nèi)外亟待解決的難題。
濕式氧化(WAO)技術(shù)。于1944年由F.J.Zim.
merlnnan提出,也稱齊默爾曼法。它是在高溫(125~320℃)和高壓(0.5~10MPa)條件下,以空氣中的氧氣(或其他氧化劑,如臭氧過(guò)氧化氫等)為氧化劑,在液相中將有機(jī)污染物氧化為CO和H0等無(wú)機(jī)物或小分子有機(jī)物的方法。由于WAO技術(shù)需要在高溫、高壓下進(jìn)行,因此設(shè)備費(fèi)用高,反應(yīng)條件苛刻限制了它的應(yīng)用。
20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的催化濕式氧化法
(WCAO)是對(duì)傳統(tǒng)WAO法的改進(jìn)。它通過(guò)加入催化劑降低反應(yīng)活化能,使反應(yīng)能在更加溫和的條件下和更短的時(shí)間內(nèi)完成。WCAO技術(shù)是目前處理高濃度難降解廢水最有效的手段之一,也是水處理行業(yè)的前沿技術(shù)。它適用于治理焦化、染料、農(nóng)藥、印染、石化、皮革等工業(yè)中產(chǎn)生的含高濃度COD或高濃度難生物降解化合物(如氨氮、多環(huán)芳烴、致癌物)的有機(jī)廢水。目前,該技術(shù)只有少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。我國(guó)是從20世紀(jì)90年代后期開(kāi)始開(kāi)發(fā)該技術(shù)。研究的主體多為高校和中科院等研究機(jī)構(gòu),而真正達(dá)到或接近工業(yè)應(yīng)用水平的只有少數(shù)。為了打破國(guó)外在這一技術(shù)方面的長(zhǎng)期壟斷地位,提高我國(guó)在廢水處理高端技術(shù)上的競(jìng)爭(zhēng)力。亟待以企業(yè)為主體,通過(guò)自主創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化。開(kāi)發(fā)這一技術(shù)不僅具有很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)也符合我國(guó)創(chuàng)建創(chuàng)新性國(guó)家的戰(zhàn)略方針。筆者對(duì)WCAO技術(shù)所使用的催化劑及其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了介紹。
1 工 藝流程
WCAO反應(yīng)裝置流程見(jiàn)圖 1。
經(jīng)過(guò)預(yù)處理(隔油 、隔渣 )后的廢水首先進(jìn)行加壓預(yù)熱 ,空氣經(jīng)空壓機(jī)壓縮至與廢水同等壓力 ,二者混和后進(jìn)入填充 有足量催化劑的反應(yīng)器內(nèi)。廢水中的污染物被氧化分解 。裝置開(kāi)始運(yùn)行時(shí),在加熱器中加熱氣液混合物至反應(yīng)的起始溫度 ,當(dāng)反應(yīng)器中的催化氧化分解反應(yīng)能夠正常連續(xù)進(jìn)行時(shí) 。即可停止外部熱源供給 。利用氧化 反應(yīng)放出的熱來(lái)維持反應(yīng)溫度 。反應(yīng)器排出的氣液混合物經(jīng)必要的熱回收、冷卻、氣液分離后排出。
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