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2023

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濕式氧化技(jì)術(shù)介紹

作者:

環(huán)科


濕式氧化技術(shù)自20世紀50年代以來已成為一種有效處理有毒有害(hài)、高濃度有機廢水的水處(chù)理方法。然而,國內從80年代(dài)才開始對該技術進行深入研究。此技(jì)術需要(yào)在高溫高壓的條件下,以空氣中的(de)氧氣作為氧化劑,在液相中將有機汙染物轉化為二氧(yǎng)化碳和(hé)水等無(wú)機小(xiǎo)分(fèn)子或有機小(xiǎo)分子的化學過程。

濕式氧化技術的特點在於其應用範圍廣(guǎng)泛,幾乎可以無選擇地有效處理各類高濃度有機廢水。在合(hé)適的(de)溫度和壓(yā)力條件下,其COD處理率可達90%以上;同時,它對有機汙染物的氧化速率快,一般隻需30到60分(fèn)鍾。此外,濕式氧化技術具有二次汙(wū)染少的特點。

濕式氧化技術適用於處理高濃度小流量的(de)工業廢(fèi)水,但對於低濃度大流量的生活汙水(shuǐ)則不經濟。近年來,人們對傳統的濕式氧化技術(shù)進行了改進,例如使用高(gāo)效(xiào)、穩定的催化劑的濕式催化(huà)氧化技術、加入強(qiáng)氧化劑(jì)(如雙氧水和臭氧(yǎng)等)的濕式氧化技術(shù)以及利用超(chāo)臨界水的(de)良好特性來加速反應(yīng)進程(chéng)的超臨界水濕式氧化技術。這些(xiē)改進極(jí)大地改善了濕式氧化的工作條件和降(jiàng)解效率,使其更具實用性和經濟性(xìng)。

在處理含(hán)有(yǒu)機磷(lín)和有機硫農藥的(de)廢水中,濕式氧化技術在180到230℃、7到15MPa的條件下,使有機硫轉化為硫酸、有(yǒu)機磷轉化為磷酸。當反應(yīng)溫度(dù)為204到316℃時,包括碳氫化合物和氧化(huà)物在內的多種化合物的分解率均接近99%。對於難以氧(yǎng)化(huà)的氯化物,如多氯聯苯、滴滴涕(tì)和五氯苯酚等,使用混合催化劑進行濕(shī)式氧化技術處理,其去除率可達(dá)85%以上(shàng)。在處理造紙黑液方麵,控製反應溫度為150到350℃,壓力為5到20MPa,處理後廢水COD去除率可達90%以上。

濕式氧化反應(yīng)在(zài)高壓空氣注入和反應溫度為300℃的條件下進(jìn)行,一般分為三個階段:熱分解階段、局部氧化階段和完全氧化階段。在熱分解階(jiē)段,大分子量的有機物溶解和水解(但沒有被氧化),其反應速度隨溫度升高而(ér)加快(kuài)。在局部氧化時,大分子量的有機物氧化分解成為分子量較低的中間產(chǎn)物。如甲酸、乙酸、甲醛等。在最後的完全(quán)氧化階段,中間有機(jī)產物進一步氧(yǎng)化成二氧化碳和水(shuǐ)。氧化階段(duàn)主要決定於有機物的氧(yǎng)化活化能和處理時的溫度、壓力等條件,反應時自身生成(chéng)的熱量即可用來維持反應的高溫,在高溫(wēn)高壓作用下,加速了反應速率,強化了氣(qì)液兩相傳質,同時也提高了氧氣在水中的(de)溶解度。

常見的工業化規模的濕式氧化工藝流程如下:待處理的廢水經高壓泵(bèng)增壓(yā)後在熱交換器內被加熱到反應所需(xū)的溫度,然後進入(rù)反應器;同時空氣或純氧(yǎng)經空壓機壓入反應器內。在反應(yīng)器(qì)內,廢水中的可氧化的汙染物被氧氣氧化。反應產物排(pái)出反應器後,先進入熱交換器,被(bèi)冷卻的同時加熱了原水(shuǐ);然後,反應產物進入氣液分離器,氣相(主要為氮氣、二氧(yǎng)化(huà)碳和(hé)少量未反應的低分子有機物)和液(yè)相分(fèn)離後(hòu)分別排出。

濕式氧化工藝的顯著特點是處理的有機物範圍廣、效(xiào)果(guǒ)好,反應時間(jiān)短、反應器容積小,幾乎沒有二次汙染,可回收有用物質和能量。然而,濕式氧化發展的主要製(zhì)約因素是設(shè)備要求高、一次性投資大。

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