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常温常压催化氧化工艺
问:什么是“常温常压催化氧化工艺”?
答:是指在25℃,1个标准大气压;在催化剂和氧化剂共同存在的条件下,按一定的工艺控制的氧化剂反应工艺。该工艺可以高效地降解污水中有机物的分子结构,“开环断链”,使一些有机物的大分子结构变成小分子,小分子再进一步被氧化为CO2和水等,从而使污水的CODcr值大幅度降低。
问:上述工艺的特点是什么?
答:针对不同污水水质,“常温常压催化氧化工艺”可作为前处理工艺或最终处理工艺。若作前处理工艺使用,其出水不影响后续接技工艺,配套性好,并可提高B/C值到0.35以上。
操作简便,“死板”可间歇可连续,运行费用较低。视不同有机物,去除一公斤COD需药剂费0.85元至1.5元不等。50000mg/l以下的COD值,浓度越高,单耗越低。
问:“常温常压催化工艺”有何特殊要求?
答:“常温常压催化氧化工艺”的关键设备是药剂发生器和催化氧化塔。
●关于药剂发生器,其作用是生产氧化剂,由于氧化剂的化学性质所限,药剂发生器必须安置在砖混结构通风避光,干燥的室内。由于氧化剂是以溶液形式生产存在的,所以生产氧化剂用的吸收水必须使用洁净的自来水,且因氧化剂的浓度会随吸收水量的波动而波动,故要求吸收水有一定的稳定压力,一般要求水压稳定在0.2MPa即可。
●关于催化氧化塔,它是污水与氧化剂发生反应的反应器,它只能处理可溶性的COD。因此,对于进入氧化塔反应的污水水质,其ss应控制在50mg/l以下,在工程中一般配以板框压滤机,砂滤器/池,斜板/管沉淀器等常用固液分离设备即可。
●“常温常压催化氧化工艺”可以高效分解有机物。众所周知在任何氧化反应中,氧化剂一定是过量的,而在工业生产中,运行费用又往往制约着氧化剂的用量,所以工艺设计中都会考虑“最佳工艺点”这个念,这就意味着:氧化剂的用量必须在处理效果和运行成本中寻找一个平衡点,也就意味着工业生产中氧化塔的很多工艺控制点,是一个恰到好处的“点”,经不起波动和负荷冲击。这个概念应该是厂家与我们在工程上马前的共识。
问:“常温常压催化氧化工艺”目前适用范围于哪些污水?
答:适用范围:硝基苯、硝基酚、硝基甲苯、苯酚、苯胺类污水、苯甲醚污水;分散染料、阳离子染料、弱酸性染料类污水;合成医药、农药类污水;兽药类污水;精细化工类污水,合成树脂类污水;含氰污水;含氟污水;含蒽污水;焦化污水和电镀污水等。
问:外界对“常温常压催化氧化工艺”的评价如何?
答:“常温常压催化氧化工艺”首先用于化工部“八五”科技重点项目:5t/a“氯嘧磺隆”除草剂中试的三废处理,92年12月化工部科技司鉴定,专家们一致认为“合理可行”。
●93年在无锡召开的“空气和水净化国际研讨会”上介绍后,引起与会者的浓厚兴趣。
●96年底以来,在南京、泰兴、嘉兴、盐城、镇江、太仓、靖江、常州、江阴、昆山、扬州、上海、温州、天津、河北秦皇岛及瑞士NOVARTIS、泰国MODERN等公司几十套装置投入生产运行,效果很好。
●97年6月荣获“九洲杯”常州首届高校科持有成果展一等奖。
●99年12月,由江苏省科委主持,对太仓茜泾化工厂工业装置进行鉴定,一致认为该工艺技术是环保治理领域中的一项突破,达到国内外先进水平。并多次获省市级科技进步奖励。
●2000年三月被国家科技部列为向海内外公开推荐的实用新技术。
●2001年12月被国家环保局评选为我国《环保之光》新技术。十多年来,我们对几十种高浓有机工业污水采用物化预处理--催化氧化工艺进行了小试、中试和工业化运行,取得了良好效果。
问:“常温常压催化氧化工艺”后续是否可接生化工艺?效果如何?
答:“常温常压催化氧化工艺”可显著提高B/C比值,特别是对于高毒性,高浓度的有机物难生化或无法生化的污水效果更为显著,但该工艺无法大幅度降低全盐含量和CL-含量,故对部分高盐份污水须配水生化,考虑到配水降盐的同时COD等比下降,有时也可根据实际情况直接进入全厂排水系统。
生化处理采用A/O接触氧化法工艺。污水经催化氧化后,进行生化处理,利用兼氧的产酸微生物将难降解的大分子进一步分解成小分子,可显著提高后续好氧处理的效率与深度,同时因为不会产生恶臭气体及沼气,停留时间相对较短,也不必控制绝对无氧条件,这是一种经济有效、安全卫生、易于操作的生化处理工艺,再与好氧生化法相结合,可使COD降低到出水达标排放标准。
问:“常温常压催化氧化工艺”的实用价值如何?
答:工程技术规模:50M3/D-1500M3/D
处理成本:去除每公斤COD药剂费为0.85~1.50元左右。
污染物去除效果:物化法COD去除率为70%~95%,BOD/COD可提高到0.35~0.64,脱色率为98%以上,再经生化法处理,出水可达排放标准。有些污水处理后可作中水回用。
经济效益:出水达标排放后,可实现生产持续发展,部分出水可作回用水,节省了水资源,减少了COD的排放量。
催化氧化塔系列
催化氧化塔是催化氧法处理高浓度难降解有机废水工艺的关键设备,采用纳米技术原理,广泛应用于硝基苯、硝基酚、硝基甲苯、苯酚、苯胺类污水、苯甲醚污水;分散染料、阳离子染料、弱酸性染料类污水;合成医药、农药类污水;兽药类污水;精细化工类污水,合成树脂类污水;含氰污水;含氟污水;含蒽污水;焦化污水和电镀污水等。
“常温常压催化氧化”是我厂的自有技术,其特点:COD去除率可达65%-95%,脱色率达98%以上,可提高B/C比值达0.35以上,后续工艺接枝性好。
常温常压催化氧化工艺简介:
常温常压催化氧化是由我厂周希圣教授发明的专门处理高浓度、高色度、难降解工业有机污水的高级氧化技术。其的特点是在环境温度和压力下进行催化氧化反应,污水COD去除率达65-95%, 脱色率达到98%,提高BOD/COD值,与生化处理配套性强。
本工艺技术是污水处理中的重大突破,在国内外同类污水处理技术中为领先水平,它适用于处理下列污水:
硝基苯、硝基酚、硝基甲苯、苯酚、苯胺和芳烃甲氧基类污水;
偶氮染料、阳离子染料、冰染料、酸性染料类污水;
合成医药污水、农药、兽药类污水;
合成树脂、橡胶助剂及其它精细化工产品类污水;
含氰、含氟类污水;
印染污水、焦化污水和电镀污水等。
基本原理:
在环境温度和压力下,在催化剂存在的条件下,污水和氧化剂的混合物在非均相三相催化氧化塔中进行反应,在催化氧化塔中能产生氧化能力极强的活性基团—•OH自由基,这些自由基能激发有机分子中的活泼氢生成R•自由基或羟基取代中间体,成为进一步氧化剂,使中间体开环裂解,大分子变成小分子,小分子进一步氧化成CO2和H2O,提高了废水的BOD/COD值,很好地去除有机污染物,使污水容易被微生物降解,出水可以直接排放或进行后续生化。
获得荣誉:
1992年12月化工部科技司鉴定,专家一致认为“常温常压催化氧化”“合理可行”
1997年6月以工业处理装置模型参加“常州首届高校科技成果展”,荣获一等奖
1999年12月由江苏省科委主持对“太仓茜泾化工厂工业装置”进行鉴定,一致认为该技术是环保领域中的一项突破,达到国内外先进水平
1999年获得江苏省科技进步三等奖,2000年3月被国家科技部向海外推荐得最佳实用技术之一
高浓度有机废水处理方法比较
方法 主要工艺 处理效果 特点
物化-生化 中和、絮凝、曝气 COD去除率60%,色度基本未去除,苯胺类,硝基苯基本达标 脱色效果差,生化处理不适用小水量、高盐量废水,运行费用低
物理-化学 活性碳吸附、化学混凝、电解、气浮 COD去除率70%,难达标,苯胺类、挥发酚可达标 污泥量大,难处置,运行费用高
焚烧法,碳化法 高温焚烧 蒸发液吸收后,污染物基本达标 可回收盐,投资大,能耗高
常温常压催化氧化法 常温常压催化氧化 COD去除率85%以上,出水色度无色,苯胺类、挥发酚达标,出水B/C值达0.40 处理彻底,不受盐份影响,投资适中,运行费用15~20元/m3
催化氧化塔
催化氧化塔是催化氧化系统的主体设备,是一典型的三相反应器。这三相分别是:由风机送入塔内的压缩空气(气相),药剂发生器产生的高效氧化剂(液相),和吸附在活性碳载体上的催化剂(固相),其中催化剂为我们自行研制的复合型金属化合物,正是该催化剂的作用,使空气中的氧气也作为氧化剂参与反应,从而减少了液相氧化剂的耗量,降低了处理成本,提高了处理效率,又能使反应速度大大加快,缩短了废水在塔内的停留时间。废水经预处理除去水中杂物后,进入催化氧化塔,气液混合物进入活性碳的毛细孔形成纳米级的“液膜”,有机物与氧化剂在催化剂的作用下进行瞬间的传质反应被氧化剂分解,苯环,杂环类有机物被开环,断链,大分子变成小分子,小分子再进一步被氧化为二氧化碳和水,从而使废水中的COD值大幅度降低,色泽基本褪尽,同时提高了BOD:COD的比值,提高了出水的可生化性,为进一步后续处理创造条件。
催化氧化塔包括下列几部分:
1. 水室
2. 气室
3. 催化剂载体---活性碳层
4. 布水系统
5. 布气系统
6. 排水系统
氧化塔型号、规格
型号 尺寸(mm) 配套风机(Kw) 催化剂
KL-115 Φ1500 ×5200 3 2.6
KL-120 Φ2000 ×5200 4.5 4.7
KL-125 Φ2500 ×5200 7.5 7.5
KL-130 Φ3000 ×5200 11 10.6
KL-135 Φ3200 ×5200 11
氧化剂发生器—二氧化氯发生器
二氧化氯用于污水处理最早是利用其消毒性,近十几年来逐渐用于工业污水处理。二氧化氯是一种氧化性极强的物质,其氧化性仅次于羟基(•OH),具有很强的反应活性和氧化能力,能氧化绝大多数有机物。
二氧化氯具有很强的活性,能与很多物质发生剧烈反应,且不能压缩,因此应现场发生。其发生技术由化学法和电解法,化学法发生技术已经很成熟,我们采用化学法中的R11法进行现场发生二氧化氯,反应式如下:
2NaClO3+H2SO4+H2O2===2ClO2+NaSO4+2H2O+O2
其特点是:
a) 反应速度合适,易控制,可以大量生产;
b) 产率高,最佳生产条件下其产率大于95%;
c) 产物纯度高,无副产品Cl2,避免了与Cl2操作带来的风险。
二氧化氯发生器的组成
1. 酸/盐贮槽
2. 酸/盐计量泵
3. 发生罐
4. 残液阀
5. 水射器
6. 吸收罐
7. 循环泵
8. 出水阀
9. 自来水补水阀
二氧化氯发生器的工作原理
贮槽1内已配制的酸和盐通过计量泵2按比例送进发生罐3内进行反应,产生的ClO2气体通过水射器5内形成的负压被抽入吸收罐6,反应完的残液由残液管道4及时排出。ClO2气体进入吸收罐与自来水混合形成ClO2水溶液,达到一定的浓度后开启阀门8进入氧化塔进行反应,排出的水由自来水补充,使整个系统能连续运行。
二氧化氯发生器的控制
二氧化氯发生器采取全自动控制方式,阀门均采用电磁阀,液位信号采用浮球,电器设备开关由预先设定程序的PLC控制器进行控制,运行过程中不需人工操作。系统全自动运行消除了因人工操作不当而可能导致二氧化氯浓度波动大的现象。
保安器
由于活性碳具有吸附特性,能将悬浮固体截留在活性碳床层,影响系统正常运行。因此需要控制进入氧化塔的固体悬浮物(SS)在50mg/l以内。保安器是污水进入氧化塔的最后一道屏障,能有效截留进入氧化塔的固体悬浮物。其形式有多种:玻璃钢砂过滤器、纸板过滤器、盘式过滤器等。
保安器可采用时间或压力差方式进行控制,实现全自动运行,时间控制是指在运行一定世界后开始反冲洗;压力差控制方式利用进出口之间的压差作为控制信号,单过滤器拦截的悬浮物达到一定量时,压力损失会迅速增加,当进出口之间的压差达到设定值时设备自动开始反冲洗。压差控制器同时具备压差、时间、手动三种控制功能,可通过手动按钮进行反冲洗。
系统技术参数
运行参数
型号 处理能力
m3/d 总功率
Kw 在用功率
Kw 风机 ClO2发生器
风量
m3/min 风压
MPa
KL-115 10 13.5 11 1.75 0.05 1000
KL-120 16 15.5 12 3.14 0.05 1000
KL-125 28 20.5 18 4.90 0.05 2000
KL-130 42 24 21 7.06 0.05 2000
KL-135 48 24 21 9.10 0.05 2000
设备材质
氧化塔采用δ20PVC板外衬玻璃钢制造,氧化剂发生器采用δ20PVC板制造;
连接管道室内采用优质PVC管,室外采用ABS管,酸性污水管道采用PP管。
处理效果
COD去除率:60-90%
色度去除率:98%以上
NH3-N去除率:75%
出水BOD/COD:≥0.35
系统运行成本
项目 电费 氧化剂发生药剂费 前处理药剂费 人工费
成本(元/m3污水) ≈5.0 10.2 ≈1.0 ≈2.0
合计 ≈18.20 |
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