常温常压催化氧化技术处理污水

Posted 2023-01-13 氧化剂

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常温常压催化氧化技术是一种新型高效的催化氧化技术，其原理就是在污水与催化剂表面接触的情况下，利用强氧化剂-二氧化氯在常温常压下催化氧化废水中的有机污染物，将大分子有机污染物氧化成小分子有机污染物，直至氧化成CO2，降低了污水的COD值，较好地去除了有机污染物。在降解COD 的过程中，将有机物的双键打断，苯环类开环，发色基团随之脱离。如硝基、氨基、偶氮基和磺酸基团等，从而达到脱色的目的。同时也有效地提高了BOD/COD值，使之易于生物降解。这用二氧化氯作氧化剂的催化氧化反应，打开了一些高浓度、高毒性、高色度、高含盐量废水在常规予处理后与生化处理之间的瓶颈，有些废水可直接催化氧化后达到排放标准。

1氧化剂性质

二氧化氯氧化剂是一种黄绿色气体，具有氯相似的刺激气味，沸点为11℃，二氧化氯易溶于水，溶解度为氯的5倍，溶于水后随浓度的提高颜色由黄绿色变为橙红色。与氯不同，二氧化氯在水中以纯粹的溶解气体存在，不易发生水解反应。二氧化氯在空气中或水中，遇较高温度和光照下都会发生分解，放出氧。二氧化氯具有较强的氧化能力，其氧化还原电位E0=-1.50V，在氧化过程中，正四价[CL]变成负一价[CL]，有5个电子的转移，它的理论氧化能力是氯的2.63倍。二氧化氯分子有19个阶电子，有一个未成对的电子，本身就象一个游离基，可以激活有机物分子中的活泼氢，生成进一步氧化反应的自由基，从而进一步反应将芳烃上的官能团取代下耒，生成不稳定的中间体，易于发生开环裂解，直至完全分解为无机物。例如苯环类的有机物，降解趋势为：芳烃化合物→苯环烃基化→开环生成羧酸→二氧化碳。基于这一氧化机理，以二氧化氯作氧化剂的催化氧化反应中，对含有苯环化合物的废水有相当好的降解作用，COD去除率相当高，BOD/COD增大，可生化性提高的原因之所在。

2催化氧化反应中的PH影响

在污水中，由于污染物的成份较多，各种成份在污水中水化行为不完全一样；另外在有机物苯环上取代基的不同，离解情况也不一样。这些都会直接影星响到催化氧化过程的进行，同时还要考虑到不同PH条件下，催化剂的选择、加工的难易，价格的贵贱，后续工序的衔接，以及氧化剂活性等因素。因此不能一概而论，综合上述因素，我们通常把PH控制在5.5～7.5的范围内为宜。

3催化剂的影响

为了尽量减少处理成本，用煤质碳作载体，颗粒大小以粒径为2.0～3.0mm，比表面积大于800，以浸渍法加工，再培烧而成。催化剂以过渡的贱金属、复合型为主。载带量的多少，还要视废水中是否还含有所用催化剂的金属元素而定。

催化剂的失活是工程应用中极为重要，通常不让焦油、SS积累在催化剂上，PH控制稳定，失活问题可以得到较好解决。在运行过程中必须加强中控监测，以避免较大的失误。

4反应设备的影响

反应设备是对催化氧化反应效果好坏起着至关重要的影响。我们研究开发的是一种常温常压催化氧化三相反应塔，材质选用工程塑料硬质PVC，外包玻璃钢，确保了长期在室外露天运行，防止老化的问题，也解决了二氧化氯氧化剂对其它材质腐蚀的问题。反应设备的设计涉及到诸多的氧化反应工程问题，其中小试设备和工程应用上大设备的放大效应问题，我们抓住了问题的关键，就是物料在设备内反应时返混现象，在设备设计时给于充分考虑，避免流态化操作的发生，因而使小试验与工程问题得到完美统一。。

5催化氧化工艺的优点

常温常压以CLO2为氧化剂的催化氧化工艺具有下列特点：

1）催化氧化反应是在常温常压下进行，反应条件温和，设备易加工，投资低廉，操作也较稳定。

2）采用CLO2作氧化剂，氧化能力强，是氯的2.6倍，对有机物的降觧以生成含氧基团的小分子为主，不产生鹵代烃等二次污染物，氧化后污水无返色现象。

3）采用化学法现埸制备二氧化氯，制备简便，残液作碱性污水调节PH用，对投资和运行费用相对较低。

4）催化剂制备方法可靠，流失率低，使用寿命较长，无重金属污染。催化氧化反应器效率高，工艺流程短小，占地面积少，对污水适应性强，既可以降解有机物，又可以处理含氰化物、硫化物、铁、锰等无机物。