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常温常压催化氧化技术处理污水

             来源:北京晓清环保集团 阅读:30955 更新时间:2011-01-06 15:25

这它是一种新型高效的催化氧化技术,其原理就是在污水与催化剂表面接触的情况下,利用强氧化剂—二氧化氯在常温常压下催化氧化废水中的有机污染物,将大分子有机污染物氧化成小分子有机污染物,直至氧化成CO2,降低了污水的COD值,较好地去除了有机污染物。在降解COD 的过程中,将有机物的双键打断,苯环类开环,发色基团随之脱离。如硝基、氨基、偶氮基 和磺酸基团等,从而达到脱色的目的。同时也有效地提高了BOD/COD值,使之易于生物降解。这用二氧化氯作氧化剂的催化氧化反应,打开了一些高浓度、高毒性、高色度、高含盐量废水在常规予处理后与生化处理之间的瓶颈,有些废水可直接催化氧化后达到排放标准。

氧化剂性质

二氧化氯氧化剂是一种黄绿色气体,具有氯相似的刺激气味,沸点为11℃,二氧化氯易溶于水,溶解度为氯的5倍,溶于水后随浓度的提高颜色由黄绿色变为橙红色。与氯不同,二氧化氯在水中以纯粹的溶解气体存在,不易发生水解反应。二氧化氯在空气中或水中,遇较高温度和光照下都会发生分解,放出氧。二氧化氯具有较强的氧化能力,其氧化还原电位E0=-1.50V,在氧化过程中,正四价[CL]变成负一价[CL],有5个电子的转移,它的理论氧化能力是氯的2.63倍。二氧化氯分子有19个阶电子,有一个未成对的电子,本身就象一个游离基,可以激活有机物分子中的活泼氢,生成进一步氧化反应的自由基,从而进一步反应将芳烃上的官能团取代下耒,生成不稳定的中间体,易于发生开环裂解,直至完全分解为无机物。例如苯环类的有机物,降解趋势为:芳烃化合物→苯环烃基化→开环生成羧酸→二氧化碳。基于这一氧化机理,以二氧化氯作氧化剂的催化氧化反应中,对含有苯环化合物的废水有相当好的降解作用,COD去除率相当高,BOD/COD增大,可生化性提高的原因之所在。

催化氧化反应中的PH影响

在污水中,由于污染物的成份较多,各种成份在污水中水化行为不完全一样;另外在有机物苯环上取代基的不同,离解情况也不一样。这些都会直接影星响到催化氧化过程的进行,同时还要考虑到不同PH条件下,催化剂的选择、加工的难易,价格的贵贱,后续工序的衔接,以及氧化剂活性等因素。因此不能一概而论,综合上述因素,我们在工程上通常把PH控制在5.5~7.5的范围内为宜。

催化剂的影响

工程中我们对催化剂是有一定要求的。为了尽量减少处理成本,用煤质碳作载体,颗粒大小以粒径为2.0~3.0mm,比表面积大于800,以浸渍法加工,再培烧而成。催化剂以过渡的贱金属、复合型为主。载带量的多少,还要视废水中是否还含有所用催化剂的金属元素而定。

催化剂的失活是工程应用中极为重要,通常不让焦油、SS积累在催化剂上,PH控制稳定,失活问题可以得到较好解决。在运行过程中必须加强中控监测,以避免较大的失误。

反应设备的影响

反应设备是对催化氧化反应效果好坏起着至关重要的影响。我们研究开发的是一种常温常压催化氧化三相反应塔,材质选用工程塑料硬质PVC,外包玻璃钢,确保了长期在室外露天运行,防止老化的问题,也解决了二氧化氯氧化剂对其它材质腐蚀的问题。反应设备的设计涉及到诸多的氧化反应工程问题,其中小试设备和工程应用上大设备的放大效应问题,我们抓住了问题的关键,就是物料在设备内反应时返混现象,在设备设计时给于充分考虑,避免流态化操作的发生,因而使小试验与工程问题得到完美统一。

催化氧化工艺的优点

常温常压以CLO2为氧化剂的催化氧化工艺具有下列特点:

催化氧化反应是在常温常压下进行,反应条件温和,设备易加工,投资低廉,操作也较稳定。

采用CLO2作氧化剂,氧化能力强,是氯的2.6倍,对有机物的降觧以生成含氧基团的小分子为主,不产生鹵代烃等二次污染物,氧化后污水无返色现象。

采用化学法现埸制备二氧化氯,制备简便,残液作碱性污水调节PH用,对投资和运行费用相对较低。

催化剂制备方法可靠,流失率低,使用寿命较长,无重金属污染。催化氧化反应器效率高,工艺流程短小,占地面积少,对污水适应性强,既可以降解有机物,又可以处理含氰化物、硫化物、铁、锰等无机物。


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