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廢水處理濕式催化氧化法和催化劑載體制備方法
濕式氧化法是在高溫(150~350℃)、高壓(0.5~20MPa)條件下,在液相中用氧作為氧化劑,將其中的有機(jī)物氧化為二氧化碳和水的一種處理方法。濕式氧化法適用于COD濃度為20~200g/L的高濃度、難生物降解以及有毒的廢水與污泥。
由于濕式氧化法在高溫、高壓下進(jìn)行,要求設(shè)備材質(zhì)耐高溫、高壓和耐腐蝕,設(shè)備一次性投資大,運(yùn)行費(fèi)用高,僅適用于小流量、高濃度廢水等特殊場合。
在濕式氧化法中引入催化劑,稱為濕式催化氧化法,利用濕式催化氧化法可明顯降低反應(yīng)溫度和壓力,縮短處理時(shí)間,降低設(shè)備的耐壓要求,減緩設(shè)備腐蝕,從而減少設(shè)備投資和處理費(fèi)用,應(yīng)用較多的催化劑為Cu、Fe、Ni、Co、Mn、V等過渡金屬氧化物及鹽類。
作為廢水處理用的催化劑載體,首先要求載體具有優(yōu)良的耐水性能,對(duì)酸性和堿性廢水,所用載體有一定差異。見諸報(bào)道的載體Al2O3、SiO2-Al2O3、硅膠、活性炭、TiO2或ZrO2、TiO2-ZrO2、TiO2-SiO2-ZrO2和TiO2-ZnO、MgO-Al2O3-TiO2結(jié)晶性酸性復(fù)合物等。
氧化劑一般采用可產(chǎn)生分子態(tài)氧的物質(zhì),如H2O2、空氣和氧氣??諝庥捎诒阋?,來源廣,應(yīng)用較多。
據(jù)資料介紹,在丙烯酸廢水處理過程中,因?yàn)閺U水中存在較多難以氧化的小分子有機(jī)物,通常采用溫度250~280℃,壓力70~75kgf/c㎡.對(duì)于丙烯酸廢水,氧化反應(yīng)處于酸性環(huán)境,反應(yīng)溫度較高,故載體須有優(yōu)良的耐水性能,由含ZrTiO:結(jié)晶的鈦和鋯的復(fù)合氧化物制成的載體具有良好的性能。
某科技職業(yè)學(xué)院在低溫、低壓下進(jìn)行濕式催化氧化研究。采用蕭山某化工公司的生產(chǎn)廢水進(jìn)行了中試試驗(yàn),取得了很好的處理效果。催化劑的制備方法是將活性炭置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的HNO3溶液中,在水浴中回流2h,再用水洗至中性,經(jīng)熱處理和擴(kuò)孔處理,在硝酸鹽溶液中浸漬、焙燒,制備出催化劑。
試驗(yàn)條件采用催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%,氧化劑投加量為2500mg/L,pH值為3,氣水比為6,反應(yīng)時(shí)間為60min時(shí),小試試驗(yàn)COD去除率達(dá)到70.7%,現(xiàn)場中試試驗(yàn)COD平均去除率達(dá)到60%.