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湿式催化氧化法工艺
流程
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与作用范围
湿式催化氧化法是废水处理的最新技术。湿式催化氧化法是湿式氧化法的发展方向,国外在催化剂的筛选、评价、回收、再生等方面开展了大量的研究工作,并开发建立了一系列的工业规模生产装置。湿式催化氧化法工艺流程与作用范围本文介绍。
湿式催化氧化法(CWAO)是20世纪80年代国际上发展起来的一种治理高浓度有机废水的新技术。是在一定温度、压力下,在催化剂作用下,经空气氧化使废水中的有机物、氨分别氧化分解成CO2、H2O及N2等无害物质,达到净化目的。其特点是净化效率高,流程简单,占地面积少。可使焦化废水中CODc,和NH3 -N 的去除率分别达99.5%和99.8%。经日本大阪瓦斯公司估算,治理费用与生化法接近,但治理后出水水质,远优于生化法,可达到回用水质。
湿式氧化法是将溶解和悬浮在废水中的有机物及还原性无机物通过液相氧化的方法促进氧化降解或水解来降低水中CoD和BOD含量的化学处理方法。由于反应时需加热刭适宜温度以及需在密封容器内进行,故有时也称此法为水热分解法。
湿式催化氧化法是湿式氧化法的发展方向,国外在催化剂的筛选、评价、回收、再生等方面开展了大量的研究工作,并开发建立了一系列的工业规模生产装置。使用本方法处理工业废水时,需要在较高的温度(约200~250℃)和较高的压力(约50~70大气压)下以水为介质对有机物进行氧化降解的,所以选择适当的耐压反应容器(反应釜)是实验的主要条件之一。设备投资费用较大,要求较高是本法主要不足之一,而运转费用低。处理效率高是本法得以推广的原因。
湿式催化氧化法处理原理与工艺流程:
湿式催化氧化法(CWAO法)在各种有毒有害和难降解的高浓度有机废水处理中非常有效,具有很高实用价值。加入适宜的催化剂以降低反应所需温度和压力,提高氧化分解能力,缩短时间,防止设备腐蚀和降低成本。应用催化剂加快反应速度,主要原因,其一降低了反应的活化能;其二改变反应历程。
废水在高温高压下,在保持液相状态时通人空气,在催化剂的作用下,对焦化废水污染物进行彻底的氧化分解,使之转化为无害物质,从而使废水得到深度净化。如废水中含氮化合物的氨氮、氰化物、硫氰化物、有机氧化物等经分解后,最终生成N2、CO2、SO42-等。
NH3+3/4O2=3/2H2O+1/2N2;
NH4SCN+7/2O2=N2+ H2O+H2SO4+CO2;
废水中的酚类、烃类以及一般构成COD的组成,经催化湿式氧化后也生成CO2和H2O等。
C6H5OH+7O2=6CO2+3H20;
其处理工艺流程如图1所示。
图1 CWAO法工艺流程
1-贮存罐;2-分离器;3-健化反应器;4-再沸器;5-分离器;6- 循环泵;7- 透平机;8-空压机;9-热交换器;1O-高压泵。
其工艺过程为:废水通过贮存罐由高压泵打入热交换器,与反应后的高温氧化液体换热,使温度上升到接近于反应温度后进入反应器。反应所需的氧由压缩机打入反应器。在反应器内,废水中的有机物与氧发生放热反应。在较高温度下将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水,或低级有机酸等中间产物。反应后气液混合物经分离器分离,液相经热交换器预热进料,回收热能。高温高压的尾气首先通过再沸器(如废热锅炉)产生蒸汽或经热交换器预热锅炉进水。其冷凝水由第二分离器分离后通过循环泵再打入反应器,分离后的高压尾气送入透平机产生机械能或电能。因此,这一典型的工业化催化湿式氧化系统不但处理了废水,而且对能量逐级利用,减少了有效能量的损失,维持并补充催化湿式氧化系统本身所需的能量。
(1)高浓度悬浮有机物的催化剂的研制及耐用性试验,对高浓度coD及氨类的古悬浮物较步的废水进行长期连续性试验。已进入实用阶段,使用的值化剂为球形或无定型颗粒}对古悬浮钉多的高浓度cOD工业废水研制蜂窝状催化荆,对其成型方法、强度、活性、耐用性等进行研究。
(2)在中试装置内用蜂窝状催化剂以及空塔条件下,研究难分解组分的分解特性。
(3)对湿式催化氧化处理后的工业废水进行膜分离和厌氯处理试验。湿式催化氧化工艺从设备结构来看主要有固定床和流化床两种,同定床又分气相和液相两种。气相固定床催化氧化工艺是在反应器内进行气液分离。优点是反应压力较低,可避免设备堵塞,转化率较高,一般可达90%以上。液相同定床催化氧化工艺简单,操作方便,使用压力较高,催化剂分离回收有一定困难.漉化床催化氧化工艺可以使催化剂与废水混合均匀,增加反应物与催化剂的接触,设备利用事高I其催化剂的分离回收方法有离子交换法和液相旋流分离法。为了充分利用反应热,使用两殷换热器和气液分离反应器。
该工艺的应用范围:
湿式氧化法可应用于炼焦、化工、石油及合成工业产生的浓度工业污水的处理。特剐是一些有毒性物质、堆以用其它方法处理的污水。如有机农药、染料、合成纤维、易燃易爆物质及难以生物降解的膏浓度工业废水。另外,近年来随着催化氧化工艺研究的进展,对于各种难降解的污泥也进行了处理研究,并取得了根好的结果,从而显示了该法在环境治理工程方面有着巨大的开发潜力。
(1)当前湿式氯化法处理工业废水尤其是对含有毒及难佯解物质的工业废水已实现了工业化.为了提高效率,扩展应用范围,降低反应温度和压力,广泛开展了催化氯化的研究,工业上已初具规模。
(2)关于湿式催化氯化工艺进行研究先后提出了气相同定床、液相固定床及液相漉动床等方式.各有所长,工业上也已初具规模。
(3)正在研究处理古难降解物质的污泥工艺,并和厌氯生化处理组合,以便综合利用各种资源和对污术进行深度处理。
(4)对于古高浓度有机韵废承用漫式催化氯化法处理是一种十分有效的处理技术.尤其是对一些染料、镧药、农药、合成謇F雏、酿造辱行业间歇捧放出有一定温度和高浓度的工业废水,使用奉法进行处理是十分有效的。