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废水处理湿式催化氧化法和催化剂载体制备方法

作者:aolinlc 浏览 51 发布时间 2021-08-20

 

湿式氧化法是在高温(150~350℃)、高压(0.5~20MPa)条件下,在液相中用氧作为氧化剂,将其中的有机物氧化为二氧化碳和水的一种处理方法。湿式氧化法适用于COD浓度为20~200g/L的高浓度、难生物降解以及有毒的废水与污泥。

由于湿式氧化法在高温、高压下进行,要求设备材质耐高温、高压和耐腐蚀,设备一次性投资大,运行费用高,仅适用于小流量、高浓度废水等特殊场合。

在湿式氧化法中引入催化剂,称为湿式催化氧化法,利用湿式催化氧化法可明显降低反应温度和压力,缩短处理时间,降低设备的耐压要求,减缓设备腐蚀,从而减少设备投资和处理费用,应用较多的催化剂为Cu、Fe、Ni、Co、Mn、V等过渡金属氧化物及盐类。

作为废水处理用的催化剂载体,首先要求载体具有优良的耐水性能,对酸性和碱性废水,所用载体有一定差异。见诸报道的载体Al2O3、SiO2-Al2O3、硅胶、活性炭、TiO2或ZrO2、TiO2-ZrO2、TiO2-SiO2-ZrO2和TiO2-ZnO、MgO-Al2O3-TiO2结晶性酸性复合物等。

氧化剂一般采用可产生分子态氧的物质,如H2O2、空气和氧气。空气由于便宜,来源广,应用较多。

据资料介绍,在丙烯酸废水处理过程中,因为废水中存在较多难以氧化的小分子有机物,通常采用温度250~280℃,压力70~75kgf/c㎡.对于丙烯酸废水,氧化反应处于酸性环境,反应温度较高,故载体须有优良的耐水性能,由含ZrTiO:结晶的钛和锆的复合氧化物制成的载体具有良好的性能。

某科技职业学院在低温、低压下进行湿式催化氧化研究。采用萧山某化工公司的生产废水进行了中试试验,取得了很好的处理效果。催化剂的制备方法是将活性炭置于质量分数为10%的HNO3溶液中,在水浴中回流2h,再用水洗至中性,经热处理和扩孔处理,在硝酸盐溶液中浸渍、焙烧,制备出催化剂。

试验条件采用催化剂质量分数为80%,氧化剂投加量为2500mg/L,pH值为3,气水比为6,反应时间为60min时,小试试验COD去除率达到70.7%,现场中试试验COD平均去除率达到60%.


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