湿式氧化法的应用
目前,湿式氧化法的应用主要为两大方面,一是用于高浓度难降解有机废水生化处理的预处理,提高可生化性;二是用于处理有毒有害的工业废水。
(1)处理农药废水
我国是一个农业大国,农药耗量相当大,据不完全统计,我国生产的农药包括杀虫剂,除草剂等一百多种,年产量逾20万吨,其中主要是有机磷农药。农药废水具有的特点是:①水量少;②浓度高(COD在5000mg/L以上);③水质变化大;④成分复杂,毒性大。国内的处理方法大都是预处理之后进行生化处理。常用的预处理方法有碱解法、酸碱法、沉淀萃取法和溶剂萃取法等,这些技术理论上可以将农药中的有毒成分分解为无毒产物或分离出来,但实际应用中,目前的处理技术并不能完全分解或分离废水中的有毒成分,进入生化处理前还需要高倍稀释降低毒性,因而预处理的意义不大,并且还使生化法的负荷增加,药剂投加量及运行费用也均上升。而采用湿式氧化,则可达到较好的处理效果。
Randall T.L及Knopp P.V等人采用湿式氧化技术对多种农药废水进行了试验,当温度在204~316℃范围内,废水中烃类有机物及其卤化物的分解率达到或超过99%,甚至连一般化学氧化难以处理的氯代物如多氯联苯(PCB)、DDT等通过湿式氧化,毒性也降低了99%,大大提高了处理出水的可生化性,使得后续的生化处理能得以顺利进行。国内在此领域也有多人做过研究。侯纪蓉等人应用湿式氧化对乐果废水作预处理,在温度为225~240℃,压力为6.5~7.5Mpa,停留时间为1~1.2h的条件下,有机磷去除率为93~95%,有机硫去除率为80~88%,未经回收甲醇,COD去除率为40~45%。
(2)处理含酚废水
含酚废水具有广泛的来源,如焦化废水,煤气化废水,石油化工废水,高分子材料生产废水。制药农药生产等行业也产生大量的高浓度含酚废水。一般的国家标准规定的水体中含酚的最高允许浓度极低(我国饮用水水体≤0.002 mg/L,美国0.001 mg/L),因此含酚废水的治理是一项具有普遍重要性的课题。目前传统的处理技术均存在各种各样的问题:萃取法达标困难,溶剂消耗量大;吸附法要求程度较高的预处理,吸附剂价格昂贵;化学氧化法处理效果好,但氧化剂费用很高。相比之下,采用湿式氧化处理含酚废水具有较好的应用前景:出水处理效果稳定,可生化性好,不太高的进水浓度可以处理后直接排放;若进水浓度极高可以辅以生化法。国内张秋波、唐受印等人做了大量研究,结果如表所示。
湿式氧化处理含酚废水
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(3)处理染料废水
我国的染料工业发展蓬勃,产量占世界总产量的1/5,仅就上海而言,13个染料厂生产的染料就有包括分散染料、阳离子染料、活性染料等在内的十大类500多个品种,年产量达13000吨,年排放废水量1560万吨。废水中所含的污染物有以苯、酚、萘、蒽、醌为母体的氨基物,硝基物、胺类、磺化物、卤化物等,这些物质多是极性物质,易溶于水,成分复杂、浓度高、毒性大,COD一般均在5000mg/L以上,甚至高达7.5万mg/L;而近年来的新型染料均为抗氧化、抗生物降解型,处理难度日益增加,一般的物化和生化方法均难以胜任,出水无法满足排放要求。湿式氧化技术能有效破除染料废水中的有毒成分,分解有机物,提高废水的可生化性。
经研究发现:活性染料和酸性染料适合湿式氧化,而直接染料稍难以空气氧化。而多数染料是酸性类型的,故采用湿式氧化法处理染料废水具有较大潜力。在200℃,总压6.0~6.3Mpa,进水COD为3280~4880mg/L的条件下,活性染料、酸性染料和直接耐晒黑染料废水的COD去除率分别为83.6%、65%、50%。
(4)处理污泥
随着现代化城市的日益发展,各种废水的排放量迅速递增,使城市污水厂的污水处理趋向中型和大型化的集中处理,而如何使伴随污水处理而产生的大量活性污泥得到合理有效的处理,对于水处理工作者而言,具有重要的现实意义。
湿式氧化法在处理高浓度有机废水方面已受到了广泛重视并有了长足的发展,考虑到活性污泥从物质结构方面与高浓度有机废水十分相似,因此,若将该技术成功运用于城市污水厂活性污泥的处理,将会具有广泛的应用前景。顾军等人经过试验研究发现,活性污泥经湿式氧化后,可生化性能得到显著提高。在温度180℃、混合压力5.0Mpa、反应20min时,流出液的B/C值可从反应前的26%增大到40%以上。
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