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濕式氧化技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望-wenkub.com

2024-11-03 18:36 本頁(yè)面
   

【正文】 設(shè)備的大小可按照用戶的要求變化,比方說,如果需要安裝在室內(nèi),高度可以減小。 工藝控制 BGAO 設(shè)備系全自動(dòng)的,無需專人照看和管理。設(shè)計(jì)參數(shù)可以通過處理要求和出水參數(shù)優(yōu)化。如果需要的話,可以把處理效率降低,比方說,可以把廢堿渣油處理到可以用生化法進(jìn)一步處理,這樣能使設(shè)備的運(yùn)行成本降低。公司現(xiàn)正為匈牙利國(guó)家石油公司制造 BGAO 濕式氧化設(shè)備 (5) 工程名: British Gas plc,英格蘭北部,處理煉油 高濃度含酚和多環(huán)芳香烴廢水。濕式氧化處理后的尾水必須在該廠的污水處理車 間用生化法處理,這樣, COD 就必須從原來的 300000 mg/L降到 3000 mg/L,硫化物從 20200 mg/降到 2 mg/L。這項(xiàng)工作 由英國(guó)天然氣 公司在 1985 ~ 1995年之間進(jìn)行。 production, Exxon Mobil, MOL, 英國(guó)國(guó)防部(皇家海軍)、 Statoil等多家公司采用。這項(xiàng)技術(shù)也常被用在化工和軍事上。 對(duì)某些廢水的處理結(jié)果(列舉): 催化濕式氧化 設(shè)計(jì)案例 英國(guó) Pell Frishchmann 公司 Pell Frishchmann 公司是享譽(yù)英國(guó)建筑行業(yè)的工程服務(wù)公司,公司業(yè)務(wù)涉及包括建筑業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、水處理、電力和通訊業(yè)各個(gè)領(lǐng)域。對(duì)某些排放量不大的高濃度有機(jī)廢水可用本技術(shù)治理一步達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),對(duì)某些排放量較大的有機(jī)廢水可以在低溫、低壓、大空速下進(jìn)料,先對(duì)廢水進(jìn)行予處理,然后結(jié)合生化法處理。運(yùn)用該專利技術(shù),我們已與吉化公司合作治理吉化染料廠含 COD5 萬 mg/l 的高濃度 H 酸母液廢水,對(duì) COD的去除率達(dá)到 95 %,對(duì)色度的去除率達(dá)到 98%。 濕式催化氧化技術(shù)在日本等國(guó)家已經(jīng)獲得了工業(yè)化的應(yīng)用,每年有大量的催化劑專利出現(xiàn),在我國(guó)濕式氧化技術(shù)開始研究較晚。 這些改進(jìn)技術(shù)受到了廣泛重視并且已經(jīng)開展了大量的研究和應(yīng)用工作,其中最為成熟和廣泛應(yīng)用的是催化濕空氣氧化技術(shù)。因此自 70年代以來,人們?cè)趥鹘y(tǒng)的濕式氧化技術(shù)的基礎(chǔ)進(jìn)行了一些 改進(jìn) ,主要有: 催化化學(xué)的發(fā)展為 WAO 提出了一條新的發(fā)展思路,即:可以利用使用催化劑降 低反應(yīng)的活化能,從而在不降低處理效果的情況下,降低反應(yīng)溫度和壓力。 ( 4) WAO處理完全裝備完全是系統(tǒng)化、裝備化的運(yùn)行設(shè)備,布置緊湊,易于調(diào)節(jié),管理方便,反應(yīng)是在密閉容器中進(jìn)行,空氣污染等易控制。從表 414中可知, WAO法對(duì)處理農(nóng)藥、除草廢水的解毒具有明顯的效果。 人們對(duì) WAO處理農(nóng)藥廢水進(jìn)行了大量的研究,發(fā)現(xiàn)這是一種十分有效的處理方法。在生物法處理后的廢水,有 95%的 COD被降解,但是廢水的顏色是褐色,可用活性炭吸附除色。出水中含有可回收高濃度的硫酸銨。有報(bào)道采用生物處理丙烯腈廢水,丙烯腈的濃度必須在 200mg/L以下。氰化鈉用于制藥、農(nóng)業(yè)化肥、染料中間體。表 411 為 WAO處理造紙廢水的部分研究結(jié)果。采用 WAO工藝的工廠可回收 %的紙漿中的化學(xué)物質(zhì)和高壓蒸氣的能量。第一個(gè) WAO 工藝的專利是在 180℃有壓縮空氣存在的高壓反應(yīng)器內(nèi)處理硫酸溶液?;厥沼杏玫幕瘜W(xué)物質(zhì)和能量是經(jīng)濟(jì)可行的,并改善了工作條件的利益。在無催化劑的條件下,壓力對(duì)氧化有明顯的影響作用,降解率為 84%,而在催化劑 存在的條件下,壓力對(duì)氧化的影響較小,降解率為 95%。當(dāng)在 200℃時(shí),氧的溶解度增加,氧化速率增加,反應(yīng)的活化能是 。關(guān)于采用 WAO工藝處理酒精蒸餾廢水的機(jī)理也有大量的報(bào)道。 (二)處 理酒精蒸發(fā)廢水 制糖廠中廢糖蜜是生產(chǎn)酒精的重要原材料。在 WAO處理后,除粗纖維素以外,其它物質(zhì)都能在濾液中被發(fā)現(xiàn)。 在 WAO處理活性污泥方面,也有大量的基礎(chǔ)研究報(bào)道,許多研究人員對(duì)污泥中一些特定結(jié)構(gòu)物的氧化進(jìn)行了大量的研究,發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)律性的東西。 焚燒法將需要大量的能源消耗費(fèi)用 , 二噁英問題。通常使用往復(fù)式壓縮機(jī),根據(jù)壓力要求來選定段數(shù),一般選用 34段。 3.氣液分離器:氣液分離器是一個(gè)壓力容器。 完成上述濕式氧化過程,主要設(shè)備包括: 1.反應(yīng)器:反應(yīng)器 WAO設(shè)備中的核心部分。 2.氧化反應(yīng)是在氧化反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的,反應(yīng)器也是濕式氧化的核心設(shè)備。通過加入酸或堿,使進(jìn)入第一個(gè)反應(yīng)器的廢水的 pH值在 4左右。內(nèi)筒體內(nèi)設(shè)置有混合裝置,便于廢水和空氣的接觸。 Wetox工藝的缺點(diǎn)是使用機(jī)械攪拌的能量的消耗 、維修和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的高壓密封問題。 5.出水的液體用于進(jìn)水液體的加熱,蒸氣通過熱交換器回收熱量,并被冷卻為低壓的氣體或液相。用于污泥的脫水,溫度一般控制在 420K473K范圍內(nèi),而在 473K523K范圍,比較適宜活性炭再生和處理生物難降解的廢水。 廢水和壓縮空氣混合后流經(jīng)熱交換器,物料溫度達(dá)到一定要求后,廢水從下向上流經(jīng)反應(yīng)器,廢水中有機(jī)物被氧化,同時(shí)反應(yīng)釋放出的熱量使混合液體的溫度繼續(xù)升高。到 1996年大約有 200 套裝置用于處理廢水,大約一半用于城市活性污泥處理,大約有 20套用于活性炭再生, 50套用 于工業(yè)廢水的處理。 由上述反應(yīng)可知,氧化反應(yīng)的速度受制于自由基團(tuán)的濃度,初始自由基形成的速率及濃度決定了氧化反應(yīng)“自動(dòng)”地進(jìn)行的速度。 1.鏈的引發(fā) 濕式氧化過程中 鏈的引發(fā)是指由反應(yīng)物分子生成自由基的過程。 總的來說,濕式氧化法在中國(guó)的研究離實(shí)際工業(yè)化還有一定 的距離。 國(guó)內(nèi) 1975年有了濕式氧化法及其在處理石油化工廢水處理方面的應(yīng)用報(bào) 道,并對(duì)濕式氧化法的基本原理及其在我國(guó)的發(fā)展前景均提出了一些見解。同時(shí)發(fā)展了催化濕式氧化技術(shù),并將研究深入到 WAO的反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)。 2.濕式氧化技術(shù)的發(fā)展 最早開始 WAO應(yīng)用研究 的是美國(guó)的 F. J. Zimmermann( 1944年初),在世 界上首次采用 WAO處理造紙黑液,在溫度為 150350℃,壓力為 520 MPa條件下,使黑液中的有機(jī)物氧化降解,處理后廢水的 COD去除率達(dá) 90%以上。 ( 2)處理效率高:在合適的溫度和壓力條件下, WAO的 COD處理效率可達(dá)到 90%以上。 因此,在這種條件下,有機(jī)物的氧化實(shí)際上是在均相中進(jìn)行的,相間傳質(zhì)不會(huì)成為反應(yīng)的限制條件。 當(dāng)水的溫度和壓力升高到臨界點(diǎn)( TC: 374℃, PC: 22Mpa)以上時(shí),水的 密度大大減小,水的氫鍵作用幾乎不存在,擴(kuò)散系數(shù)變大,傳質(zhì)速度劇增。目前,采用好的腐蝕測(cè)試方法,對(duì)材料的腐 蝕與環(huán)境中各變量的 關(guān)系進(jìn)行研究的實(shí)驗(yàn)還很少。隨著環(huán)保要求的不斷提高,更多的優(yōu)先污 染物的處理成了環(huán)境研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。 今后研究工作的重點(diǎn): (1) 加強(qiáng)催化濕式氧化的研究,主要是適應(yīng)于實(shí)際廢水濕式氧化處理的高效穩(wěn)定的催 化劑的研制和高效非均相催化濕式氧化反應(yīng)器的研究。在溫 度 200℃、總壓 ~、進(jìn)水 COD為 3280~4880mg/L的條件下,活性染料、酸性染料和直接耐曬黑染料廢水的 COD去除率分別為 %、 65%、 50%。僅用生化處理法處理后一般無法達(dá)標(biāo)排放。 國(guó)內(nèi)在此領(lǐng)域也有多人做過研究,侯紀(jì)蓉等人應(yīng)用濕式氧化法對(duì)樂果廢水作預(yù)處理,在溫度為 230~240℃、壓力為 ~、停留時(shí)間為 1~,有機(jī)磷去除率高于 95%,有機(jī)硫去除率高于 80%, COD的去除率可達(dá) 90%。采用 Zimpro工藝處理有機(jī)物廢液的效果視有機(jī)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)而不同,硫化物的去除率可達(dá) %~100%,酚的去除率為 %以上,氰的去除率為 65%左右, COD 的去除率為 60%~96%。工業(yè)規(guī)模的 WAO 裝置處理能力從 33m3/d到多套裝置并聯(lián),平均處理能力達(dá) 1600m3/d或更高。 90年代后,國(guó)家投入資金進(jìn)行 WAO重點(diǎn)攻關(guān)研究。 70年代以后, WAO工藝得到迅速的發(fā)展,應(yīng)用范圍從回收有用物質(zhì)和能量進(jìn)一步擴(kuò)展到有毒有害廢水的處理以及宇航等行業(yè)的各種廢物處理。 總的來說,濕式氧化工藝的顯著特點(diǎn)是處理的有機(jī)物范圍廣、效果好,反應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)器容積小,幾乎沒有二次污染,可回收有用物質(zhì)和能量。 (4)可回收能量及物料 濕式氧化系統(tǒng)反應(yīng)熱可用來加熱進(jìn)料,使系統(tǒng)維持熱量自給。 (2)處理效率高、氧化速度 快 選擇適當(dāng)?shù)臐舛?、壓力和催化劑,濕式氧化法處理廢水后 COD
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