電鍍廢水處理設(shè)備安全實(shí)惠堅(jiān)固耐用
另煤制乙二醇羰基化和加氫兩個(gè)主反應(yīng)均會(huì)發(fā)生副反應(yīng)生成甲酸甲酯、甲縮醛、碳酸二甲酯、二乙二醇、二甲醚等,甲酸甲酯、甲縮醛、碳酸二甲酯等酸性物質(zhì)在堿性環(huán)境下也會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成甲酸鈉、
催化劑的形狀和強(qiáng)度:直徑Φ2~3mm,長(zhǎng)2~6mm的擠壓長(zhǎng)條,強(qiáng)度>60N。堆密度0.5~0.6kg/L,液相空速為0.3~1.5h-1。使用壽命>2年,硝酸轉(zhuǎn)化率92%~95%。工藝條件:操作壓力0.35MPa,操作溫度80~110℃。工藝物料設(shè)計(jì)流向氣相、液相均為上進(jìn)下出,催化劑床層裝填高度每段3m,共3段,催化劑裝填量25m3。處
入硝酸還原塔反應(yīng)的氣流量為8000~10000Nm3/h,NO含量10%~14%。入硝酸還原塔液相流量10m3/h,硝酸含量5%~7%,反應(yīng)器操作壓力0.25MPa,溫度60~80℃,液位5
制藥廢水、印染廢水、石油化工廢水等工業(yè)廢水具有生物毒性大,可生化性低,傳統(tǒng)的生物處理方法難以實(shí)現(xiàn)污染物的降解。為了保護(hù)水環(huán)境,國(guó)家出臺(tái)了更加嚴(yán)格的污染物排放標(biāo)準(zhǔn),新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將有效減少污染物排放,但也給企業(yè)帶來(lái)了新的壓力。技術(shù)成熟的大型企業(yè),主體工藝的大幅度改變難度較大,因此,急需開(kāi)發(fā)應(yīng)用新型污水處理技術(shù),以實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水的達(dá)標(biāo)排放。
臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,氧化性僅次于氟和•OH,臭氧氧化具有反應(yīng)速度快、無(wú)二次污染、占用空間小、無(wú)額外運(yùn)輸費(fèi)用及管理安全問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn),臭氧在催化劑的作用下能夠形成•OH,加快反應(yīng)速率,對(duì)有機(jī)物的分解更加結(jié)合臭氧催化氧化技術(shù)原理,討論了臭氧催化氧化技術(shù)在不同類(lèi)型污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用與特點(diǎn)。
1、臭氧催化氧化技術(shù)原理
臭氧催化氧化技術(shù)分為均相臭氧催化氧化技術(shù)與非均相臭氧催化氧化技術(shù)。均相臭氧催化氧化技術(shù)通過(guò)引入紫外光或加入溶液狀態(tài)的催化劑形成催化氧化體系。均相臭氧催化氧化的一種反應(yīng)機(jī)理是臭氧在催化劑的作用下分解生成自由基,這是一種類(lèi)Fenton反應(yīng)機(jī)理;另一種是過(guò)渡金屬離子與有機(jī)物之間發(fā)生復(fù)雜的配位反應(yīng),形成金屬絡(luò)合物,發(fā)生氧化還原反應(yīng)的能力增強(qiáng),更容易被臭氧降解,達(dá)到催化的作用。非均相催化臭氧化技術(shù)中的催化劑以固態(tài)形態(tài)存在,易與水分離,能夠避免催化劑的流失,減少后續(xù)處理成本。常見(jiàn)的催化劑類(lèi)型有活性炭催化劑、金屬氧化物催化劑、負(fù)載型催化劑。非均相催化氧化的催化劑反應(yīng)機(jī)理一般是自由基反應(yīng)機(jī)理、表面配位絡(luò)合機(jī)理及協(xié)同作用機(jī)理。
2、臭氧催化氧化技術(shù)在制藥廢水處理中的應(yīng)用
制藥廢水成分復(fù)雜,具有有機(jī)污染物種類(lèi)多、毒性大、COD及NH3-N濃度高、色度高、可生化性差等特點(diǎn)。非均相臭氧催化氧化技術(shù)工藝簡(jiǎn)單,二次污染小,能夠降低污水色度、毒性,對(duì)于處理制藥廢水具有較好的處理效果。
谷俊通過(guò)臭氧催化氧化的小試與中試,探究了在一級(jí)好氧出水或總出水增加臭氧催化氧化裝置對(duì)制藥廢水的處理效果,發(fā)現(xiàn)催化氧化裝置無(wú)論是置于一級(jí)好氧池出水還是在總出水位置,都具有穩(wěn)定的去除能力,能夠保證廢水達(dá)標(biāo)排放,但在一級(jí)好氧池出水增加,臭氧催化氧化裝置可以在較低臭氧濃度下將大分子難降解有機(jī)物降解為中間產(chǎn)物,提高可生化性,再通過(guò)二級(jí)好氧處理去除中間產(chǎn)物,相對(duì)于在總出水位置增加臭氧催化氧化裝置,這種工藝臭氧使用量少,產(chǎn)泥量低,能夠顯著降低投資、運(yùn)行成本。
楊文玲等、孔明昊分別研究了催化劑類(lèi)型、臭氧投加量、pH值、停留時(shí)間、氣液接觸方式等工藝條件對(duì)去除效果的影響。楊文玲等在連續(xù)實(shí)驗(yàn)條件下,以陶粒為載體,采用浸漬法制備的NiOx-FeOx/陶粒催化劑對(duì)制藥廢水處理具有良好的活性,發(fā)現(xiàn)在停留時(shí)間90min,臭氧氣體通量1L/min,臭氧濃度為96.61mg/L,催化劑投量為100g催化劑/L廢水能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行條件。孔明昊選用γ-Al2O3,以2,4-二酚(DMP)為特征污染物,發(fā)現(xiàn)該催化反應(yīng)符合自由基反應(yīng)機(jī)理,催化劑在pH值為9.0左右時(shí)取得的去除效率。
3、臭氧催化氧化技術(shù)在印染廢水處理中的應(yīng)用
印染廢水是工業(yè)廢水排放大戶,由于印染過(guò)程復(fù)雜,加入較多的染料與助劑,同時(shí)新型染料層出不窮,因此印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物濃度高、可生化性差和色度高等特點(diǎn)。臭氧催化技術(shù)在印染廢水的處理中能夠在低投資、低運(yùn)行費(fèi)用、不增加占地的情況下,使出水達(dá)到排放要求。
黎兆忠等、陳董根等分別使用具有錳催化活性組分的陶粒和H2O2作為催化劑開(kāi)展臭氧催化氧化深度處理印染廢水試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)兩種催化劑均能顯著降低廢水色度,保證達(dá)標(biāo)排放,提升了臭氧催化的效果,降低臭氧投加量,節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。
汪星志等[8]將臭氧催化氧化技術(shù)應(yīng)用于紡織廠印染廢水的處理中,取代原氯氣氧化工藝,對(duì)二沉池出水進(jìn)行深度處理,催化劑使用負(fù)載錳氧化物陶粒,在處理量60000m3/d,二沉池出水COD≤250mg/L,色度≤100倍的運(yùn)行條件下,臭氧投加量在40~45mg/L,廢水色度和COD進(jìn)一步降低,系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用為0.712元/m3,同時(shí)解決了出水中含有余氯等二次污染物的問(wèn)題。朱亞雄使用在活性炭顆粒上進(jìn)行鎂錳聯(lián)合負(fù)載得到的催化劑,以流化床的形式深度處理印染廢水經(jīng)生化處理后的二沉池出水,在混合氣體流量0.8L/min,臭氧濃度35mg/L,廢水pH值為2,催化劑用量2g/L,水力停留時(shí)間35min時(shí),系統(tǒng)達(dá)到經(jīng)濟(jì)效能與去除優(yōu)。
4、臭氧催化氧化技術(shù)在石油廢水處理中的應(yīng)用
石油廢水主要來(lái)源于石油的開(kāi)采與儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程,以及常減壓蒸餾、重整、催化裂化等石油二次加工過(guò)程,有毒有害,水量大,水質(zhì)復(fù)雜波動(dòng)大,含多環(huán)芳烴化合物、芳胺類(lèi)化合物、雜環(huán)化合物等難生物降解有機(jī)物。由于石油廢水的高毒性,對(duì)生物具有抑制作用,僅采取生物處理難以滿足排放標(biāo)準(zhǔn),因而,多使用臭氧催化氧化技術(shù)與生物技術(shù)聯(lián)用的處理工藝,具有針對(duì)性強(qiáng)、反應(yīng)迅速、無(wú)二次污染等特點(diǎn),對(duì)難降解物質(zhì)有較好的降解效果。
陸彩霞等將臭氧催化氧化技術(shù)與特定菌高效生化技術(shù)相結(jié)合對(duì)石化廢水進(jìn)行深度處理,臭氧催化氧化對(duì)能夠降低色度,對(duì)COD有較好的去除效果,同時(shí)提高廢水的可生化性,有利于后續(xù)的生物脫氮。王宇航在石化廢水二級(jí)處理的基礎(chǔ)上,采用臭氧催化氧化-曝氣生物濾池的聯(lián)合工藝進(jìn)行深度處理,研究表明,在進(jìn)水COD不大于250mg,NH3-N不大于59.9mg/L時(shí),調(diào)節(jié)COD/O3為2,pH值7~8,該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定高效地去除COD,NH3-N,出水能夠達(dá)標(biāo)排放。相似地,余海晨等、李京京等也將臭氧催化氧化技術(shù)生物處理結(jié)合應(yīng)用于石油廢水的處理中。
0%。
4.4 無(wú)催化硝酸還原配套硝酸濃縮技術(shù)
4.4.1 處理方案及原理
電鍍廢水處理設(shè)備安全實(shí)惠堅(jiān)固耐用硝酸濃縮技術(shù)為物理過(guò)程,主要原理為蒸餾,在負(fù)壓[30kPa(A)]條件下,將酯化系統(tǒng)的含酸廢液進(jìn)行蒸餾,將硝酸進(jìn)行濃縮,濃縮之后的硝酸返至硝酸還原進(jìn)行回收利用,硝酸濃縮塔頂采出水和甲醇,送至甲醇回收塔進(jìn)行分離,可實(shí)現(xiàn)廢水鹽分的和COD的有效降低。
4.4.2 操作參數(shù)
主要操作參數(shù):壓力為30kPa(A),塔釜溫度為70℃。
4.5 反滲透膜分離+蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)
碟管式反滲透(DTRO)技術(shù)是一種高效反滲透技術(shù),相對(duì)于卷式反滲透,DTRO技術(shù)耐高壓、抗污染特點(diǎn)更加明顯,即使在高濁度、高SDI值、高鹽分、高COD的情況下,也能經(jīng)濟(jì)有效穩(wěn)定運(yùn)行,更加適應(yīng)高鹽廢水的處理。碟管式反滲透DTRO膜濃縮后的濃鹽水TDS含量為100000~150000mg/L,回收70%~80%蒸餾水,并采用結(jié)晶技術(shù)將鹽分結(jié)晶成固體進(jìn)行回收利用,多效蒸發(fā)工藝和蒸汽機(jī)械再壓縮工藝,產(chǎn)生的二次蒸汽,壓縮后使壓力和溫度升高,熱焓增加,然后送入蒸發(fā)器的加熱室作加熱蒸汽使用,充分利用能量。其產(chǎn)水經(jīng)過(guò)次優(yōu)分級(jí),分別回用于脫鹽水處理和循環(huán)水處理系統(tǒng)。DTRO鹽截留率為98%~99.8%,結(jié)晶的干化固體資源化回收利用,最終達(dá)到液體要求。
4.6 反硝化+IC+AO(HBF)生化處理技術(shù)
對(duì)高濃鹽廢水設(shè)置調(diào)節(jié)池,保證一定的停留時(shí)間,均質(zhì)水質(zhì)水量,設(shè)置在線電導(dǎo)率監(jiān)測(cè),電導(dǎo)率高時(shí)則開(kāi)啟稀釋水泵對(duì)高濃原水進(jìn)行稀釋進(jìn)水。達(dá)到進(jìn)入主體處理單元水質(zhì)要求后,廢水進(jìn)入反硝化池,通過(guò)反硝化反應(yīng)去除大部分的硝態(tài)氮,在反硝化配水池中設(shè)置在線pH值監(jiān)測(cè)系統(tǒng),在反硝化產(chǎn)生堿度和原水的酸度中和后合理調(diào)控進(jìn)入到后續(xù)反應(yīng)系統(tǒng)的pH值。反硝化反應(yīng)器出水進(jìn)入IC厭氧反應(yīng)器,去除大部分的COD。IC出水進(jìn)入改進(jìn)型A/O工藝(HBF),進(jìn)一步去除COD、NH3—N、TN等污染物質(zhì),HBF生化工藝出水可達(dá)標(biāo)排放。
5、廢水處理技術(shù)的對(duì)比
將以上廢水處理技術(shù)總結(jié)對(duì)比如下。
?、俅呋跛徇€原技術(shù)。
處理指標(biāo):廢水出口硝酸降至0.15%~0.2%,COD約為8000mg/L。
優(yōu)點(diǎn):固定投資小,可實(shí)現(xiàn)酯化副產(chǎn)物硝酸的回收利用,在一定程度上降低廢水的鹽含量,降低廢水的處理難度。
缺點(diǎn):操作溫度較高,具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性,受反應(yīng)平衡的影響,廢水出口仍含有一定的硝酸,0.15%~0.2%,需堿中和處理,廢水中仍含有一定的鹽分,處理仍較為困難,催化劑具有一定的使用壽命,需更換。
?、跓o(wú)催化硝酸還原反應(yīng)釜。
處理指標(biāo):廢水出口硝酸仍處于1%的較高水平,COD約為8000mg/L。
優(yōu)點(diǎn):可實(shí)現(xiàn)酯化副產(chǎn)物硝酸的回收利用,降低廢水的鹽含量,降低廢水的處理難度,反應(yīng)較為溫和,操作較為簡(jiǎn)便,無(wú)需催化劑。
缺點(diǎn):受反應(yīng)平衡的影響,出口硝酸含量仍處于較高的水平,約1%,需堿中和處理,即廢水中鹽分含量仍較高,單臺(tái)設(shè)備轉(zhuǎn)化率有限,需多臺(tái)設(shè)備羅列,一次性投資較大,反應(yīng)釜設(shè)置攪拌器和夾套熱水伴熱,由于反應(yīng)釜為多臺(tái)羅列,設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用較高。
③無(wú)催化硝酸還原反應(yīng)塔。
處理指標(biāo):廢水出口硝酸可降至0.1%的較好水平,COD約為8000mg/L。
優(yōu)點(diǎn):可實(shí)現(xiàn)酯化副產(chǎn)物硝酸的回收利用,降低廢水的鹽含量,降低廢水的處理難度,反應(yīng)較為溫和,操作較為簡(jiǎn)便,無(wú)需催化劑,由于采用專(zhuān)有塔內(nèi)件,液體在還原塔內(nèi)的停留時(shí)間大幅度增加,出口硝酸含量可降至0.1%,廢水中的鹽分大幅度下降。
缺點(diǎn):由于該項(xiàng)技術(shù)為技術(shù),轉(zhuǎn)讓費(fèi)較高,一次性投資較大,該技術(shù)雖可大幅度降低廢水中的鹽含量,但仍受反應(yīng)平衡的影響,無(wú)法達(dá)到為零的目的,仍需繼續(xù)處理,另外對(duì)于廢水中COD降低的效果不明顯。
?、軣o(wú)催化硝酸還原配套硝酸濃縮技術(shù)。
處理指標(biāo):廢水出口幾乎不含硝酸,COD約為4000mg/L。
優(yōu)點(diǎn):可實(shí)現(xiàn)酯化副產(chǎn)物硝酸的回收利用,廢水鹽含量的降低廢水的處理難度,反應(yīng)較為溫和,操作較為簡(jiǎn)便,無(wú)需催化劑。
缺點(diǎn):一次性投資較大,由于需要將甲醇、水全部蒸發(fā)從塔頂采出,蒸汽、循環(huán)水、冷凍水消耗量較大,運(yùn)行費(fèi)用太高。
?、莘礉B透膜分離+蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)。
處理指標(biāo):廢水出口幾乎不含硝酸,COD超過(guò)10000mg/L。
優(yōu)點(diǎn):技術(shù)較為成熟,無(wú)需技術(shù)提供商,技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)用低。
缺點(diǎn):處理過(guò)程產(chǎn)生的雜鹽屬?;?,難以處理。且在運(yùn)行過(guò)程易造成COD的累積以及反滲透膜極易堵塞,造成系統(tǒng)運(yùn)行較為困難,且一次性投入較大。
?、薹聪趸?IC+AO(HBF)生化處理技術(shù)。
處理指標(biāo):鹽含量降至800mg/L,COD降至500mg/L。
優(yōu)點(diǎn):裝置一次性投資較低。
缺點(diǎn):該技術(shù)將酯化反應(yīng)副產(chǎn)的硝酸通過(guò)反硝化轉(zhuǎn)化為氮?dú)?,無(wú)法實(shí)現(xiàn)硝
理物料中的硝酸濃度為0.2%~15%,氣相NO與液相中硝酸的物質(zhì)的量比為4∶1或略大一點(diǎn)。
4.1.3 操作參數(shù)
溫度,80~85℃,壓力,0.38MPa,氣流方式,氣液相并流,上進(jìn)下出,硝酸轉(zhuǎn)化率92%~95%。
4.2 無(wú)催化硝酸還原反應(yīng)釜
4.2.1 處理方案及原理
增加廢水在反應(yīng)器的停留時(shí)間,硝酸、甲醇、NO反應(yīng)生成亞硝酸甲酯,達(dá)到回收硝酸的目的,反應(yīng)原理:
草酸鈉、碳酸鈉等鈉鹽,造成廢水中鹽分的復(fù)雜性。而二乙二醇、二甲醚在甲醇回收塔屬于重組分,殘留在廢水中,造成廢水的COD在8000~10000mg/L,居高不下。綜上所述,煤制乙二醇廢水具有高鹽分、鹽分復(fù)雜、高COD的特性。
4、煤制乙二醇廢水處理技術(shù)
4.1 催化硝酸還原技術(shù)
4.1.1 處理方案及原理
在催化劑的作用下,硝酸、甲醇、NO反應(yīng)生成亞硝酸甲酯,達(dá)到回收硝酸的目的,反應(yīng)原理: