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点击次数:  更新时间:2018-08-04 15:03:24  【打印此页】  【关闭

催化湿式氧化工艺是在湿式氧化法(即齐默尔曼法)的基础上发展起来的,20世纪70年代,日本大阪煤气公司等采用催化湿式氧化法处理焦化污水取得成功。提高了COD和氮氮的去除率,并相继于80年代初完成了半工业性试验。

 

湿式空气氧化法(WAO)是一种有效的处理有毒、有害、高浓度有机污水的水处理技术。本文阐述了湿式氧化技术发展历程,该技术的原理、特点,以及在工业污水处理方面的工程应用情况,最后指出了湿式氧化技术在今后研究中的发展方向。

 

随着经济发展和对乙烯、丙烯需求量的日渐增长,作为烯烃生产原料的石脑油、轻柴油 等资源面临着越来越严重的短缺局面。非石油资源生产烯烃的化工路线开始受到普遍的重视。 甲醇制烯烃(MTO)工艺是一种以煤基或天然气基合成的甲醇为原料生产低碳烯烃的化工技术, 其工艺技术的完善对保障低碳烯烃稳定供给具有重要意义。MTO工艺在生成轻烯烃产品的同时副产约56%的水,另外还有少量油类物质产生。这部分油类物质和水存在着有机物浓度高、 成分复杂、高毒、难生物降解等特点,传统的方法达不到废水的处理要求。

 

一、湿式氧化法来源
  湿式氧化法是在高温、高压下,利用氧化剂将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水,从而达到去除污染物的目的。与常规方法相比,具有适用范围广,处理效率高,极少有二次污染, 氧化速率快 ,可回收能量及有用物科等特点,因而受到了世界各国科研人员的广泛重视,是一项很有发展前途的水处理方法。

 二、湿式氧化技术
  湿式空气氧化技术(WAO—wet  air oxidation)是从本世纪50年代发展起来的一种高级氧化技术。该技术是在高温(150~350*C)、高压(0.5~20MPa)操作条件下,在液相中用氧气或空气作为氧化剂(现在也有使用其它氧化剂的,如臭氧、过氧化氢等), 氧化水中呈溶解态或悬浮态的有机物、还原态的无机物的一一种处理方法,最终产物是二氧化碳和水。
  在室温至100°C范围内,氧的溶解度随温度升高而降低,但在高温、高压下,氧在水溶液中的这一性质发生了改变。当温度大于150°C,氧的溶解度随温度升高反而增大,且其溶解度大于室温状态下的溶解度,同时氧在水中的传质系数也随温度升高而增大。因此,氧在水溶液中性质的变化增强了反应系统的氧化特性。
  湿式氧化工艺最初由美国的F.J.Zimmermamn于1958年研究提出,主要应用于活性炭再生、含氰废水、煤气化废水、农药生产废水、丙烯晴生产废水、焦化废水、印染废水、造纸黑液、城市污泥、电镀废水等难降解有机废水的处理上。到目前为止,国际上已成功地将湿式氧化技术(WAO)应用于城市污泥和丙烯腈、焦化、印染工业废水及含酚、有机磷、有机硫化合物的农药废水的处理。

三、湿式氧化技术工艺流程

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待处理的废水经高压泵增压在热交换器内被加热到反应所需的温度,然后进入反应器;同时空气或纯氧经空压机压入反应器内。在反应器内,废水中的可氧化的污染物被氧气氧化。反应产物排出反应器后,先进入热交换器,被冷却的同时加热了原水;然后,反应产物进入气液分离器,气相(主要为N2、CO2和少量未反应的低分子有机物)和少量未反应的低分子有机物和液相分离后分别排出。


  湿式氧化的主要影响因素有反应温度、反应压力、反应时间。在没有催化剂的条件下,当温度达到232°C时,有机物的降解才能达到较好的效果(约80%);而当温度达到260°C时,反应产物的有机物浓度与进水的有机物浓度几乎无关。反应器内的总压力必须超过反应温度下水的饱和蒸汽压,当反应器内压力太低时,水的蒸发将消耗大量的能量。氧分压应该满足反应的需要。湿式氧化典型的运行条件是200~325ºC, 5~17.5Mpa, 35min~3h的停留时间,常用1h进水,进水CODcr范围10~80Kg/m³,通常Ο2的流率不超过CODcr流率的110%。如果进水的CODcr超过12~15g/L时,整个过程有净能量产生。


  一般,湿式氧化的CODcr去除率不超过95%,湿式氧化处理的出水不能直排,大多数的湿式氧化系统和生化处理系统联合运行。湿式氧化的尾气含有有限的挥发性有机物(VOCs)和CO(0.5%~25%),另外,还有CΟ2、过量的Ο2和水蒸气。一般在湿式氧化之后加一个简单的尾气后处理装置利用剩余的氧气将废气中的VOCs和CO彻底氧化,确保尾气的无害化。


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