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催化湿式氧化技术对造纸废水处理结果

发布时间:2014-05-23 10:35  文章来源:未知  文章作者:高级氧化技术工程

  莱特莱德新型的方法就是催化湿式氧化技术,其技术可有效处理大量的有毒有害的造纸废水并已完全得到了国家政府以及人们的肯定。所以将这项工艺使用的各种设备工艺参数做一个简单的优化十分必要。

  一、催化湿式氧化技术与CWAO的比较

  制备了质量分数为1%(以下皆同)的载Cu催化剂,从图2中可以看出,在110min以后,CWAO对造纸废水COD去除率才高于WAO,表明短时间内反应温度高,氧气分压大,无催化剂的湿式氧化也具有较好的降解效果,但随时间的延长,达到更高的废水COD去除率,则CWAO所需时间比WAO少。当WAO变为CWAO后,更多的氧气可以嵌入载体上的CuO晶格中,同时Cu的活性位又可以吸附氧,从而能截留住更多的氧气。

催化臭氧高级氧化技术

  二、催化湿式氧化技术Cu负载量的影响

 

                               

  以CuO为活性组分,选取Cu浸渍液的分数分别为2%、4%、6%和8%,采用浸渍法制备不同负载量的Cu基催化剂,并在上述相同的反应条件下考察对废水COD去除率的影响,结果如图3所示。由图3可以看出,当活性组分Cu的负载量大于4%时,其催化降解废水的性能并未随活性组分质量分数的增加而增大,废水COD去除率却出现明显下降。原因可能是随着负载量的增加,活性组分在焙烧温度下容易团聚,晶体颗粒变大,堵塞γ-Al2O3的孔道,造成活性组分的比表面积变小,同时抑制了水中有机物自由进出孔道。但如果负载量过小,活性组分尚不能全部覆盖载体表面和孔道,即未能达到大阚值的单层分散,活性组分就不能拥有大的比表面积。因此,从有效利用载体比表面积和经济性考虑,选择Cu浸渍液的质量分数为4%。

  三、催化剂用量的影响说明

  废水体积量增大,催化剂用量就要相应增加。但从处理固定体积容量的废水角度来说,过多使用催化剂则会造成资源浪费,增加处理成本,因此需考察催化剂用量对废水COD去除率的影响。由图4可见,当催化剂用量由1g增加到3g时,COD去除率增加了15%,随后COD去除率增加缓慢,依次增加了1%,0.7%和2%。因此,综合考虑催化剂的处理效率及运行费用,选择适宜的催化剂用量为3g。

        

  四、催化湿式氧化技术反应温度的影响

  从动力学角度分析,一般温度对氧化速度的影响都遵循Arrhenuis公式。温度越高,氧化速度越快,氧化效果越好。因此,提升反应温度是提高处理效率为有效途径。图5为反应温度对废水的COD去除率的影响。从图5可以看出,随着温度的升高,废水COD去除率不断提高。这是由于O2在水中的传质系数随温度的升高而增大,同时温度的升高还可以减小水的粘度,并增加氧气向液体中传质速度。由于加入Cu基催化剂后,降低了废水中有机物的反应活化能,使有机物更容易被降解去除。虽然随着温度的升高处理效果愈来愈好,但温度过高时,反应的动力消耗势必增加。另一方面,从工程角度考虑,温度越高,设备和投入的费用就越多。因此,结合各方面因素综合考虑,认为在达到适当的去除效果前提下,尽量减少成本,则要选择较低的反应温度。因此,实验确定适宜的反应温度为220℃。

催化湿式氧化技术

  五、催化湿式氧化技术再生时间的影响

  由于排放出的制浆废水pH值偏碱性,直接向反应器内通入碱性废水,长时间在高温下不但腐蚀反应器,为了能够反复使用催化剂,必须使催化剂的活性得以再生。为此,采用前期制备催化剂时的焙烧温度450℃,考察再生时间对废水COD去除率的影响。在450℃活化可以使载体γ-Al2O3保持原有的孔道结构不变,而活化时间的长短对于表面所负载的活性组分具有重要的影响。再生时间短,可能有部分已经变成Cu(OH)2还未进行热分解,同时有些覆盖于表面上或孔道内的有机物还未分解或烧掉。而再生时间长,则可能造成已恢复活性的CuO组分在载体上发生团聚,降低了活性组分有效的比表面积。从图6看,适宜的再生时间为3h,但COD去除率略有下降。


                     

  六、臭氧高级氧化催化剂的稳定性

  为了扩大废水处理容量,每隔500mL的废水处理完毕后,对催化剂进行再生处理。催化剂焙烧温度450℃,活化时间3h。再重新装填反应器,更换废水,反应条件不变,测定各次反应的COD值,来考察催化剂的稳定性。从图7可以看出,废水COD去除率随着反应次数的增加逐渐下降,最后维持在85%左右。表明造纸废水的可处理容量增加了,而所制备的催化剂仍然具有较高的催化活性和稳定性。

催化湿式氧化技术

  七、催化湿式氧化技术对造纸废水排放标准

  (1)当催化剂Cu负载量为4%时,对500mLCOD浓度为3250mg/L的造纸废水采用催化湿式氧化处理,在反应温度为220℃,P(O)22.5MPa时,3g催化剂在3h内对废水COD去除率达到90%,色度降低到40度,pH值变为中性,达到国家排放标准。

  (2) 催化湿式氧化技术对催化剂再生处理,450℃活化3h,对原废水的COD去除率下降不明显。反复使用再生后的催化剂直到第9次时,其对废水COD去除率依然保持在85%。

  莱特莱德水处理公司使用催化湿式氧化技术会有很大优势所在,设备运行简单,反应速度非常快,整个过程当中还不会有污泥的产生。公司的一切工作均为用户的满意度展开。同时莱特莱德高级氧化技术中心研发的光化学氧化、催化湿式氧化、声化学氧化、臭氧氧化、电化学氧化技术、Fenton氧化等泛应用于工业有机废水处理、抗生素制药废水、含氰废水处理及其他水处理除氧工艺流程的应用。

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