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常溫常壓催化氧化技術處理污水

             來源:北京曉清環保集團 閱讀:28635 更新時間:2011-01-06 15:25

這它是一種新型高效的催化氧化技術,其原理就是在污水與催化劑表面接觸的情況下,利用強氧化劑—二氧化氯在常溫常壓下催化氧化廢水中的有機污染物,將大分子有機污染物氧化成小分子有機污染物,直至氧化成CO2,降低了污水的COD值,較好地去除了有機污染物。在降解COD 的過程中,將有機物的雙鍵打斷,苯環類開環,發色基團隨之脫離。如硝基、氨基、偶氮基 和磺酸基團等,從而達到脫色的目的。同時也有效地提高了BOD/COD值,使之易于生物降解。這用二氧化氯作氧化劑的催化氧化反應,打開了一些高濃度、高毒性、高色度、高含鹽量廢水在常規予處理后與生化處理之間的瓶頸,有些廢水可直接催化氧化后達到排放標準。

氧化劑性質

二氧化氯氧化劑是一種黃綠色氣體,具有氯相似的刺激氣味,沸點為11℃,二氧化氯易溶于水,溶解度為氯的5倍,溶于水后隨濃度的提高顏色由黃綠色變為橙紅色。與氯不同,二氧化氯在水中以純粹的溶解氣體存在,不易發生水解反應。二氧化氯在空氣中或水中,遇較高溫度和光照下都會發生分解,放出氧。二氧化氯具有較強的氧化能力,其氧化還原電位E0=-1.50V,在氧化過程中,正四價[CL]變成負一價[CL],有5個電子的轉移,它的理論氧化能力是氯的2.63倍。二氧化氯分子有19個階電子,有一個未成對的電子,本身就象一個游離基,可以激活有機物分子中的活潑氫,生成進一步氧化反應的自由基,從而進一步反應將芳烴上的官能團取代下耒,生成不穩定的中間體,易于發生開環裂解,直至完全分解為無機物。例如苯環類的有機物,降解趨勢為:芳烴化合物→苯環烴基化→開環生成羧酸→二氧化碳。基于這一氧化機理,以二氧化氯作氧化劑的催化氧化反應中,對含有苯環化合物的廢水有相當好的降解作用,COD去除率相當高,BOD/COD增大,可生化性提高的原因之所在。

催化氧化反應中的PH影響

在污水中,由于污染物的成份較多,各種成份在污水中水化行為不完全一樣;另外在有機物苯環上取代基的不同,離解情況也不一樣。這些都會直接影星響到催化氧化過程的進行,同時還要考慮到不同PH條件下,催化劑的選擇、加工的難易,價格的貴賤,后續工序的銜接,以及氧化劑活性等因素。因此不能一概而論,綜合上述因素,我們在工程上通常把PH控制在5.5~7.5的范圍內為宜。

催化劑的影響

工程中我們對催化劑是有一定要求的。為了盡量減少處理成本,用煤質碳作載體,顆粒大小以粒徑為2.0~3.0mm,比表面積大于800,以浸漬法加工,再培燒而成。催化劑以過渡的賤金屬、復合型為主。載帶量的多少,還要視廢水中是否還含有所用催化劑的金屬元素而定。

催化劑的失活是工程應用中極為重要,通常不讓焦油、SS積累在催化劑上,PH控制穩定,失活問題可以得到較好解決。在運行過程中必須加強中控監測,以避免較大的失誤。

反應設備的影響

反應設備是對催化氧化反應效果好壞起著至關重要的影響。我們研究開發的是一種常溫常壓催化氧化三相反應塔,材質選用工程塑料硬質PVC,外包玻璃鋼,確保了長期在室外露天運行,防止老化的問題,也解決了二氧化氯氧化劑對其它材質腐蝕的問題。反應設備的設計涉及到諸多的氧化反應工程問題,其中小試設備和工程應用上大設備的放大效應問題,我們抓住了問題的關鍵,就是物料在設備內反應時返混現象,在設備設計時給于充分考慮,避免流態化操作的發生,因而使小試驗與工程問題得到完美統一。

催化氧化工藝的優點

常溫常壓以CLO2為氧化劑的催化氧化工藝具有下列特點:

催化氧化反應是在常溫常壓下進行,反應條件溫和,設備易加工,投資低廉,操作也較穩定。

采用CLO2作氧化劑,氧化能力強,是氯的2.6倍,對有機物的降觧以生成含氧基團的小分子為主,不產生鹵代烴等二次污染物,氧化后污水無返色現象。

采用化學法現埸制備二氧化氯,制備簡便,殘液作堿性污水調節PH用,對投資和運行費用相對較低。

催化劑制備方法可靠,流失率低,使用壽命較長,無重金屬污染。催化氧化反應器效率高,工藝流程短小,占地面積少,對污水適應性強,既可以降解有機物,又可以處理含氰化物、硫化物、鐵、錳等無機物。


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