




湿式氧化法概述
湿式氧化法是将待处理的污水置于密闭的容器中,在高温(125℃~320℃)和高压(0.5~10MPa)条件下用空气或过氧化q或纯度较高的氧作为氧化剂,按燃烧方法将污水中有机物降解的处理方法。其中用空气做氧化剂的技术又叫做湿式空气氧化法(Wetairoxidation,简称WAO)。较高的温度促使反应速度剧增,使有机物可以在数秒钟内被氧化分解,而较高的压力则保证反应在液相中进行。高浓度有机废水具有污染物含量高、毒性大、排放点分散、水量少,处理工艺复杂、***和运行成本高及管理难等特点,而高浓度工业有机废水又是引发水体严重污染、生态环境恶化、威胁***健康的主要污染物。
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催化湿式氧化法原理
氧化反应在压入高压空气,反应温度300℃条件下进行。可用于高浓度(4-6%左右)有机物的粪便、下水污泥以及工厂排液等的处理和药剂回收。用于处理粪便及下水污泥时,反应后进行固液分离,再用活性污泥法等对分离液进行处理。
催化湿式氧化法优点是:①流出物被完全杀菌;②使下水污泥及粪便等具有良好的沉淀分离性能;③装置尺寸小;④不污染大气。
催化湿式氧化法缺点为:①易腐蚀反应器;②排放水有色度;③有烧焦气味。
催化湿式氧化法是在高温(125~320℃)、高压(0.5~20MPa)下通入空气,使废水中的有机物直接氧化降解。光催化(photocatalyst)主要成分是纳米二氧化钛(TiO2)。在此基础上,加入适宜的催化剂能有效降低反应的温度和压力,提高氧化分解能力,缩短反应时间,提高氧化分解效率。用湿式氧化法处理高浓度含酚废水,当催化剂存在时,温度可降至150℃,压力降为0.5MPa,同时加入H2作氧化剂时,酚的去除率可达99%。但由于湿式催化氧化法对设备要求高(耐高温、耐高压、耐腐蚀),且催化剂的损耗大,因而需寻找适合温和反应条件下、经济的催化剂。
有试验证明,以Cu(NO3)2为催化剂,催化湿式氧化处理煤气含酚废水(酚7866mg/L,COD22928mg/L)时,酚、硫的去除率接近100%,COD去除率达65%~90%。湿式氧化技术在实际应用上还存在一定的局限性,它需要在高温高压的条件下进行,故要求反应器材耐高温高压、耐腐蚀,因此设备费用大,***大。对于湿式催化氧化法,研究适合于温和反应条件下和经济的催化剂是湿式催化氧化法推广应用要解决的重要课题。
湿式催化氧化法的发展方向
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。但从处理固定体积容量的废水角度来说,过多使用催化剂则会造成资源浪费,增加处理成本,因此需考察催化剂用量对废水COD去除率的影响。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,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。
湿式催化氧化法
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。和其它***和物理湿法脱硫工艺相比,虽然碱溶液吸收H2S的过程和胺液类似,但接着发生的H2S被氧化为元素硫的反应,由于硫的沉淀而打破了平衡,使吸收和氧化的总反应成为不可逆的。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***费用较大,要求较高是本法主要不足之一,而运转费用低。处理是本法得以推广的原因。
染料废水非均相催化氧化处理技术
随着染料工业的发展,一些新型的染料、助剂被大量使用,这使得染料废水更难降解。按相似相溶原理,不但有机物可以与超临界水混溶,而且O2也可混溶在水中,此时水成了有机物和O2的良好溶剂。催化氧化法(CWO)是处理高浓度、难生物降解工业有机废水的较佳方法之一。该法是在高温、高压和催化剂作用下,用空气或氧气直接将废水中的有机物和含氨等***物质氧化分解成二氧化碳、水和氮气等无害物质。
按照5∶1∶0.5 的质量比称取凹凸棒土、粉末活性炭、活性氧化铝,混匀后倒入预先配置好的浓度为0.8 mol/L 的x酸铜溶液中,浸渍一段时间后,用造粒机进行造粒,接着在105 ℃下烘干,制造的复合颗粒大小约为0.8 mm,放入马弗炉,在600℃下焙烧2.5 h,制得催化剂成品。因为这两过程中伴随着副盐的生成,减少副盐生成量,也是再生技术的一个指标。
配制500 mg/L 的酸性大红和活性蓝X-BR 作为模拟染料废水,取水样100 mL 置于烧杯中,调节pH 值,加入一定量的催化剂和过氧化q,然后放在磁力搅拌器上搅拌、反应,取上清液,测定吸光度,计算酸性大红和活性蓝X-BR 的去除率。