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廢水處理技術(shù)篇:濕式氧化和催化濕式氧化

01 技術(shù)原理

 

濕式氧化法簡(jiǎn)稱 wao,該工藝最初由美國(guó)f.j.zimmermann在1944年研究提出,用于造紙黑液,并取得了多項(xiàng)專利,故也稱齊默爾曼法。是在高溫高壓下,利用氧化劑將廢水中有機(jī)物氧化成二氧化碳和水,從而達(dá)到去除污染物的目的。隨后氧化工藝得到迅速發(fā)展,應(yīng)用范圍從回收有用化學(xué)品和能量進(jìn)一步擴(kuò)展到有毒有害廢棄物的處理。

 

濕式氧化法一般在高溫(150-350℃)和高壓(5-20mpa)下,用氧氣或空氣作為氧化劑,氧化水中溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機(jī)物或還原態(tài)的無(wú)機(jī)物,生成二氧化碳和水等小分子物質(zhì)的技術(shù)。一般有兩個(gè)步驟:①空氣中的氧從氣相向液相的傳質(zhì)過(guò)程;②溶解氧與基質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)。

 

催化濕式氧化技術(shù):為了提高處理效率和降低處理費(fèi)用,20世紀(jì)70年代衍生了以wao為基礎(chǔ)的,使用高效、穩(wěn)定的催化劑的濕式氧化技術(shù),即催化濕式氧化技術(shù),簡(jiǎn)稱cwao。

 

在傳統(tǒng)的濕式氧化處理體系中加入催化劑降低反應(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,用氧氣或空氣作為氧化劑,氧化水中溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機(jī)物或還原態(tài)的無(wú)機(jī)物,生成二氧化碳和水等小分子物質(zhì)的技術(shù)。

 

 

02 超臨界水氧化技術(shù)原理

 

濕式氧化法包括兩種類型:次臨界水氧化和超臨界水氧化。

 

超臨界水氧化技術(shù),是指水在超臨界條件下氧化處理有機(jī)污染物的一種新興、高效的廢物處理技術(shù)。在一定溫度、壓力下,幾乎所有有機(jī)物在很短時(shí)間內(nèi)都可徹底氧化分解,大大縮短了廢水處理的時(shí)間,處理裝置全封閉,節(jié)約空間且無(wú)二次污染。

 

在超臨界狀態(tài)下的水,鹽的溶解度明顯降低,而有機(jī)物溶解度明顯增大,如苯、己烷、n2、o2等可與水完全互溶,使其密度、黏度和擴(kuò)散系數(shù)發(fā)生變化。擴(kuò)散系數(shù)隨密度增加而減小,由于濕式氧化技術(shù)采用較高的溫度和壓力,使水的密度減小,擴(kuò)散系數(shù)變大,傳質(zhì)速度劇增。

 

03 濕式氧化在實(shí)際應(yīng)用中的局限性

 

①濕式氧化一般要求在高溫高壓的條件下進(jìn)行,其中間產(chǎn)物往往為有機(jī)酸,故對(duì)設(shè)備材料的要求比較高,須耐高溫、高壓,并耐腐蝕,因此設(shè)備費(fèi)用大,系統(tǒng)的一次性投資高;

 

②由于濕式氧化反應(yīng)中需維持在高溫高壓的條件下進(jìn)行,故僅適于小流量高濃度的廢水處理,對(duì)于低濃度大水量的廢水則很不經(jīng)濟(jì);

 

③即使在很高的溫度下,對(duì)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;

 

④濕式氧化過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生毒性更強(qiáng)的中間產(chǎn)物。在濕式氧化法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的催化濕式氧化法,通過(guò)投加催化劑提高該技術(shù)的氧化能力、 降低反應(yīng)溫度和壓力,從而降低了投資和運(yùn)行成本,擴(kuò)大了該技術(shù)的應(yīng)用范圍,成為濕式氧化法研究的熱點(diǎn)。催化濕式氧化法常用的催化劑有fe、cu、mn、co、ni、bi、pt等金屬元素或其中幾種元素的組合。

 

04 應(yīng)用范圍

 

濕式氧化可應(yīng)用于電鍍、煉焦、化工、石油及合成工業(yè)產(chǎn)生的高濃度廢水的處理。特別是一些有毒性物質(zhì)、難以用其他方法處理的污水,如有機(jī)農(nóng)藥、染料、合成纖維、易燃易爆物質(zhì)及難以生物降解的高濃度廢水。

 

來(lái)源:北極星水處理網(wǎng)

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