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1 技術(shù)原理
濕式氧化法簡稱 WAO,該工藝最初由美國F.J.Zimmermann在1944年研討提出,用于造紙黑液,并獲得了多項專利,故也稱齊默爾曼法。是在高溫高壓下,應(yīng)用氧化劑將廢水中有機物氧化成二氧化碳和水,從而到達去除污染物的目的。隨后氧化工藝得到疾速開展,應(yīng)用范圍從回收有用化學(xué)品和能量進一步擴展到有毒有害廢棄物的處置。
濕式氧化法通常在高溫(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)的有機物或復(fù)原態(tài)的無機物,生成二氧化碳和水等小分子物質(zhì)的技術(shù)。通常有兩個步驟:①空氣中的氧從氣相向液相的傳質(zhì)過程;②溶解氧與基質(zhì)之間的化學(xué)反響。
催化濕式氧化技術(shù):為了提升處置效率和降低處置費用,20世紀(jì)70年代衍生了以WAO為根底的,運用高效、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),簡稱CWAO。
在傳統(tǒng)的濕式氧化處置體系中參加催化劑降低反響的活化能,從而在不降低處置效果的狀況下,降低反響溫度和壓力,用氧氣或空氣作為氧化劑,氧化水中溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機物或復(fù)原態(tài)的無機物,生成二氧化碳和水等小分子物質(zhì)的技術(shù)。
2 超臨界水氧化技術(shù)原理
濕式氧化法包括兩個種類: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置有機污染物的一種新興、高效的廢物處置技術(shù)。在一定溫度、壓力下,基本一切有機物在很短時間內(nèi)都可徹底氧化降解,大大縮短了廢水處置的時間,處置實施完全閉合,節(jié)約空間且無二次污染。
在超臨界狀態(tài)下的水,鹽的溶解度明顯降低,而有機物溶解度明顯增大,如苯、己烷、N2、O2等可與水完整互溶,使其密度、黏度和擴散系數(shù)發(fā)作變化。擴散系數(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,擴散系數(shù)變大,傳質(zhì)速度劇增。
3 濕式氧化在實踐應(yīng)用中的局限性
①濕式氧化通常請求在高溫高壓的條件下實行,其中間產(chǎn)物常常為有機酸,故對設(shè)備資料的請求比擬高,須耐高溫、高壓,并耐腐蝕,因而設(shè)備費用大,系統(tǒng)的一次性投資高;
②由于濕式氧化反響中需維持在高溫高壓的條件下實行,故僅適于小流量高濃度的廢水處置,關(guān)于低濃度大水量的廢水則很不經(jīng)濟;
③即便在很高的溫度下,對某些有機物如多氯聯(lián)苯、小分子羧酸的去除效果也不理想,難以做到徹底氧化;
④濕式氧化過程中可能會產(chǎn)生毒性更強的中間產(chǎn)物。在濕式氧化法的根底上開展起來的催化濕式氧化法,經(jīng)過投加催化劑進步該技術(shù)的氧化才能、 降低反響溫度和壓力,從而降低了投資和運轉(zhuǎn)本錢,擴展了該技術(shù)的應(yīng)用范圍,成為濕式氧化法研討的熱點。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。
4 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)生的高濃度工業(yè)廢水處理。特別是一些有毒性物質(zhì)、難以用其他辦法處置的污水,如有機農(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。