常溫常壓催化氧化技術處理污水
來源：北京曉(xiao)清環保(bao)集團(tuan) 閱讀：43733 更新時間：2011-01-06 15:25這它是(shi)(shi)一種新型高(gao)效的(de)(de)(de)催化(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)技術，其原理就(jiu)是(shi)(shi)在(zai)污(wu)水(shui)(shui)與(yu)催化(hua)(hua)劑表面接觸的(de)(de)(de)情況下，利用(yong)強氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)劑—二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)氯在(zai)常溫常壓下催化(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)廢水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)污(wu)染(ran)(ran)(ran)物(wu)，將(jiang)大分(fen)子有(you)(you)機(ji)污(wu)染(ran)(ran)(ran)物(wu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)成小分(fen)子有(you)(you)機(ji)污(wu)染(ran)(ran)(ran)物(wu)，直(zhi)至(zhi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)成CO2，降低了(le)污(wu)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)COD值(zhi)，較好地去除(chu)了(le)有(you)(you)機(ji)污(wu)染(ran)(ran)(ran)物(wu)。在(zai)降解COD 的(de)(de)(de)過程中(zhong)，將(jiang)有(you)(you)機(ji)物(wu)的(de)(de)(de)雙鍵(jian)打(da)斷，苯環類開(kai)環，發色基(ji)(ji)團隨之脫離。如(ru)硝基(ji)(ji)、氨基(ji)(ji)、偶氮(dan)基(ji)(ji) 和磺酸基(ji)(ji)團等，從而達到(dao)脫色的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。同時(shi)也有(you)(you)效地提高(gao)了(le)BOD/COD值(zhi)，使之易于生(sheng)物(wu)降解。這用(yong)二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)氯作氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)催化(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)反應(ying)，打(da)開(kai)了(le)一些高(gao)濃度(du)、高(gao)毒性、高(gao)色度(du)、高(gao)含鹽量(liang)廢水(shui)(shui)在(zai)常規予處理后與(yu)生(sheng)化(hua)(hua)處理之間的(de)(de)(de)瓶頸(jing)，有(you)(you)些廢水(shui)(shui)可直(zhi)接催化(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)后達到(dao)排放(fang)標準(zhun)。
氧化劑性質
二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氯(lv)(lv)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑是一種黃綠(lv)色(se)氣(qi)體，具有氯(lv)(lv)相(xiang)似的(de)(de)(de)(de)(de)刺激(ji)氣(qi)味(wei)，沸點為(wei)11℃，二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氯(lv)(lv)易溶于(yu)水，溶解度(du)為(wei)氯(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)5倍，溶于(yu)水后(hou)隨濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao)(gao)顏色(se)由黃綠(lv)色(se)變為(wei)橙紅色(se)。與氯(lv)(lv)不(bu)同，二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氯(lv)(lv)在(zai)水中以純粹的(de)(de)(de)(de)(de)溶解氣(qi)體存在(zai)，不(bu)易發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)水解反應。二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氯(lv)(lv)在(zai)空氣(qi)中或水中，遇較(jiao)高(gao)(gao)溫(wen)度(du)和光(guang)照下(xia)都(dou)會發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)分(fen)(fen)(fen)解，放出氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)。二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氯(lv)(lv)具有較(jiao)強的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)能力(li)，其氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)還(huan)原(yuan)電位E0=-1.50V，在(zai)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)中，正四價[CL]變成負一價[CL],有5個(ge)電子的(de)(de)(de)(de)(de)轉移，它的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)論氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)能力(li)是氯(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)2.63倍。二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氯(lv)(lv)分(fen)(fen)(fen)子有19個(ge)階電子，有一個(ge)未成對的(de)(de)(de)(de)(de)電子，本身(shen)就象(xiang)一個(ge)游離基，可(ke)以激(ji)活有機(ji)(ji)物分(fen)(fen)(fen)子中的(de)(de)(de)(de)(de)活潑氫，生(sheng)(sheng)(sheng)成進一步氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)反應的(de)(de)(de)(de)(de)自由基，從而進一步反應將芳(fang)(fang)烴(jing)上的(de)(de)(de)(de)(de)官(guan)能團取代下(xia)耒，生(sheng)(sheng)(sheng)成不(bu)穩定的(de)(de)(de)(de)(de)中間體，易于(yu)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)開環(huan)(huan)裂解，直至完(wan)全(quan)分(fen)(fen)(fen)解為(wei)無機(ji)(ji)物。例如苯(ben)(ben)環(huan)(huan)類的(de)(de)(de)(de)(de)有機(ji)(ji)物，降解趨勢為(wei)：芳(fang)(fang)烴(jing)化(hua)(hua)(hua)合(he)物→苯(ben)(ben)環(huan)(huan)烴(jing)基化(hua)(hua)(hua)→開環(huan)(huan)生(sheng)(sheng)(sheng)成羧酸→二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)碳。基于(yu)這(zhe)一氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)機(ji)(ji)理(li)，以二(er)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)氯(lv)(lv)作氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)反應中，對含有苯(ben)(ben)環(huan)(huan)化(hua)(hua)(hua)合(he)物的(de)(de)(de)(de)(de)廢水有相(xiang)當(dang)好的(de)(de)(de)(de)(de)降解作用，COD去除率相(xiang)當(dang)高(gao)(gao)，BOD/COD增大(da)，可(ke)生(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)(hua)(hua)性提高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)因之所在(zai)。
催化氧化反應中的PH影響
在(zai)污(wu)(wu)(wu)水中，由于污(wu)(wu)(wu)染(ran)物(wu)的(de)成份(fen)(fen)較多，各種成份(fen)(fen)在(zai)污(wu)(wu)(wu)水中水化(hua)行為不完全一樣；另(ling)外在(zai)有機物(wu)苯環(huan)上取代基的(de)不同，離解(jie)情況也(ye)不一樣。這些都會直接影星(xing)響到(dao)催化(hua)氧化(hua)過程的(de)進(jin)行，同時(shi)還要考慮(lv)到(dao)不同PH條件下，催化(hua)劑的(de)選(xuan)擇、加(jia)工的(de)難易，價格的(de)貴賤(jian)，后續(xu)工序的(de)銜接，以及(ji)氧化(hua)劑活性(xing)等因素。因此(ci)不能一概而論，綜合(he)上述因素，我(wo)們在(zai)工程上通常把PH控制在(zai)5.5~7.5的(de)范圍內為宜。
催化劑的影響
工程(cheng)中(zhong)我們對催(cui)化劑(ji)是有一定要(yao)求的(de)。為(wei)了盡量減少處理成本，用煤質碳作(zuo)載體，顆粒(li)大小以(yi)粒(li)徑為(wei)2.0~3.0mm，比(bi)表面積大于800，以(yi)浸漬法加(jia)工，再(zai)培(pei)燒而成。催(cui)化劑(ji)以(yi)過渡的(de)賤金(jin)屬、復(fu)合型(xing)為(wei)主。載帶量的(de)多少，還要(yao)視廢(fei)水(shui)中(zhong)是否還含有所用催(cui)化劑(ji)的(de)金(jin)屬元素而定。
催(cui)化(hua)劑的失活是工程應用中(zhong)極(ji)為重要，通常不(bu)讓焦油、SS積(ji)累在催(cui)化(hua)劑上，PH控制穩定，失活問題可以(yi)得(de)到較(jiao)好解(jie)決。在運行過程中(zhong)必(bi)須加(jia)強中(zhong)控監測，以(yi)避免較(jiao)大(da)的失誤。
反應設備的影響
反(fan)(fan)應(ying)設(she)(she)備(bei)是對(dui)催(cui)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)效果好壞起著至關重要的(de)影響。我們研(yan)究開發的(de)是一(yi)種常溫常壓催(cui)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)三相反(fan)(fan)應(ying)塔，材質(zhi)(zhi)選用工(gong)程(cheng)塑料硬質(zhi)(zhi)PVC，外包玻璃鋼，確保了(le)長(chang)期在(zai)室外露天運行，防止老化(hua)(hua)的(de)問(wen)題(ti)，也解決了(le)二氧化(hua)(hua)氯氧化(hua)(hua)劑對(dui)其它材質(zhi)(zhi)腐蝕(shi)的(de)問(wen)題(ti)。反(fan)(fan)應(ying)設(she)(she)備(bei)的(de)設(she)(she)計涉(she)及到(dao)諸多的(de)氧化(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)工(gong)程(cheng)問(wen)題(ti)，其中小試(shi)設(she)(she)備(bei)和工(gong)程(cheng)應(ying)用上(shang)大設(she)(she)備(bei)的(de)放大效應(ying)問(wen)題(ti)，我們抓住了(le)問(wen)題(ti)的(de)關鍵，就是物料在(zai)設(she)(she)備(bei)內反(fan)(fan)應(ying)時(shi)返混(hun)現象(xiang)，在(zai)設(she)(she)備(bei)設(she)(she)計時(shi)給于充(chong)分考慮，避免流態化(hua)(hua)操作的(de)發生，因而使(shi)小試(shi)驗與工(gong)程(cheng)問(wen)題(ti)得到(dao)完美統一(yi)。
催化氧化工藝的優點
常溫常壓(ya)以CLO2為氧(yang)化(hua)劑(ji)的催(cui)化(hua)氧(yang)化(hua)工(gong)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(tiao)件溫和，設備易加工，投資(zi)低廉，操作也(ye)較穩定。
采用CLO2作(zuo)氧(yang)(yang)(yang)化劑，氧(yang)(yang)(yang)化能力強(qiang)，是氯的2.6倍(bei)，對有機物的降觧以生(sheng)成(cheng)含氧(yang)(yang)(yang)基團的小分子為主，不產生(sheng)鹵代烴等二(er)次污染(ran)物，氧(yang)(yang)(yang)化后(hou)污水無返色現象。
采(cai)用化學法現埸制備二氧化氯，制備簡(jian)便，殘液作堿性污(wu)水調(diao)節PH用，對投資和運(yun)行(xing)費用相對較(jiao)低。
催化(hua)(hua)劑制備方法(fa)可靠，流失率(lv)低，使用(yong)壽命較長，無(wu)重金屬(shu)污(wu)染(ran)。催化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)反應器效率(lv)高，工藝流程短小(xiao)，占地面積少(shao)，對(dui)污(wu)水適應性強，既(ji)可以降(jiang)解有機(ji)物(wu)，又可以處理含氰化(hua)(hua)物(wu)、硫化(hua)(hua)物(wu)、鐵、錳(meng)等無(wu)機(ji)物(wu)。
