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亚临界氧化水技术

来源:艾伯塔(成都)环境技术研究院 发布时间:2020-09-09 10:21人气:

工业废水处理高级氧化技术亚临界氧化水技术的主要目标:

(1)简化预处理工艺;
(2)将废水中的氰化物在预处理过程中完全降解或降解到满足后续生物处理单元的进水要求;
(3)降低进水的COD值,提高废水的可生化性;
(4)充分利用既有生物处理单元,降低运行成本,使出水达到国家废水综合排放二级标准。
拟采用的预处理工艺为高级氧化技术。高级氧化技术又称做深度氧化技术,以产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH) 为特点,在高温高压、电、声、光辐照、催化剂等反应条件下通过自由基与有机化合物之间的 加合、取代、电子转移、断键等,使水体中的大分子难降解有机物氧化降解为低毒或无毒的小分子物质,甚至直接降解成为CO2和H2O,接近完全矿化。
根据业主既有的工程实践经验(采用碱解釜工艺去除废水中的氰化物、采用芬顿等高级氧化技术降低废水中有机物的浓度及提高废水的可生化性),可能采用的高级氧化方法包括:电化学方法和亚临界方法。
1、电化学法

电化学法处理含氰废水过程中主要存在的问题:

(1)在处理过程中会产生有毒有害气体HCN,对废水处理厂的运营管理人员的健康产生有害影响;
(2)电化学的方法不适合低浓度(1000mg/L)的氰化物的去除,如使废水中的氰化物含量降至1mg/L以下,需要的时间长,一般需数日甚至数十日;
(3)为增加废水的电导率,需向水中投加氯化钠,不利于后续生物处理单元的正常运行;
(4)能耗大,每去除1g CN-耗电约为0.2KWh, 将进水浓度为1000mg/L的TCN,降到5mg/L,每方废水的处理成本约为152元。
高浓度难生物降解工业废水处理设备之亚临界水处理设备方法
根据业主具体水质和水量,公司工程技术人员通过到项目现场调研踏勘,根据甲方采集的三种原水水样,进行了实验室亚临界方法处理的工艺验证及工艺包参数确定。具体实验过程与结果分析如下:
2、实验废水
为了工业废水处理高级氧化技术亚临界氧化水技术对本项目废水的处理效果,同时为了优化反应条件、优化催化剂种类、选取最佳运行工况等条件,总共进行了三次废水水样的采集和实验验证。
   为了高浓度难生物降解工业废水处理设备之亚临界氧化水技术的污染物浓度过低,与废水处理站现场监测的数据存在较大的偏差,不具有废水水质的代表性。为此进行了第二次取样,第二次取样点位于生产车间排水口,并在处理站现场对水质进行了化验,确认具有代表性后,将水样发往我公司实验室进行实验,并在业主方代表的见证下进行了相关实验。由于业主水量进行了最终调整,我公司派遣人员到达现场深入了解情况,并在甲方代表陪同下,进行了第三次取样,甲方抽取水样对其进行了污染物成分分析,然后再将水样发往我司实验室进行实验验证。
含氰废水分为三种不同废水773废水、216闪蒸水和216降膜循环水,前两次进行亚临界氧化实验时进料为三种废水按1:1:1均匀混合,称为含氰混合废水。第三次实验按照甲方调整后的水量三种废水按2:3:6均匀混合。
含氰混合废水的亚临界氧化处理的实验结果。由出水COD的去除率可知,亚临界氧化的反应温度和反应时间对废水中有机物的去除效率有很大的影响。在反应温度260℃的条件下,氧化系数为1.2,反应时间为40 min,压力为5.2 MPa时,处理后COD的去除率为77.6%,COD由初始值13510 mg/L降低至3020 mg/L,总氰化物TCN由459 mg/L基本完全降解,去除率高于99.99%,B/C达到0.41>0.3,具有较好的生化性。亚临界氧化处理含氰废水出水在不同反应温度条件下的对比所示,含氰混合废水在处理前为棕色的溶液,处理后变的澄清,随着反应条件的改变,处理后的水溶液的色度越低。

亚临界氧化水技术(Subcritical Water Oxidation)优势

(1)应用范围广:几乎可以无选择地有效氧化各类高浓度有机废水,特别是毒性大、常规方法难降解的废水;
(2)处理效率高:在合适的温度和压力条件下,COD处理效率可达到90%以上;
(3)氧化速度快:大部分的反应停留时间在30~60min以内(停留时间短)。处理装置小,占地少,结构紧凑,易于管理;
(4)二次污染较少:C被转化为CO2,N被转化为NH3、NO3-、N2,卤化物和硫化物被氧化为相应的无机卤化物和硫化物,在反应过程中没有NOx、SO2、HCl、CO等有害的物质产生;
(5)能耗少,可以回收能量和有用物料−系统的反应热可以用来加热进料,系统中排出的热量可以用来产生蒸汽或加热水,反应放出的气体可以用来产生机械能或电能等。

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