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发布时间:2023年06月25日 09:20 作者:环保在线 点击数:次
来源:环保在线
目前,污水深度处理工艺工程可行技术并不多。活性炭吸附、其它化学吸附剂、芬顿法属氧化、膜法和曝气生物滤池等工艺,虽然各有各的优点,但也有一定的局限性,相比来说,催化臭氧氧化是绿色工艺。
1、为什么说,污水深度处理工艺工程可行技术并不多?
简述几个工艺。活性炭吸附:水处理效果是好的,除费用高外,主要是需要再生废炭量达万分之十左右,活性炭再生工艺是个问题;其它化学吸附剂:脱附需要酸碱,脱附液达3 – 5%,同样是难题。芬顿法属氧化,有机物去除效果尚好,但硫酸亚铁加量上千ppm,还有双氧水和液碱等,仅去除了一百ppm左右的cod,产泥量和产盐量越来越是问题。膜法和曝气生物滤池都有其局限性。
2、为什么说,催化臭氧氧化是绿色工艺?
从原理上,催化臭氧工艺与芬顿工艺氧化有机物的方法是相同的,都是依靠•oh。但产生•oh的途径不同。芬顿工艺是在酸性条件下依靠fe2 催化h2o2,属同相催化。不仅要加化学药剂,中和后产生大量的铁泥和硫酸根。而催化臭氧依靠的是“过渡金属化合物”,催化剂是固相,异相催化,真正意义的催化剂,且在ph中性条件下催化,不产泥、不产盐。
3、应用于深度处理,为什么臭氧一定要催化?
臭氧虽然是种强氧化剂,能氧化很多种有机物。但要搞清楚一个概念:能氧化,并不等于能彻底氧化。将大分子有机物氧化成小分子醇、醛、有机酸等,有机物并没有去除,甚至toc值没有变化。何况,臭氧并不能直接氧化生化出水中很多种有机物。大量实验表明,臭氧的直接氧化对大部分废水的生化出水,cod去除率仅10 – 20%。而催化后,臭氧分解产生•oh,不仅氧化能力更强,氧化有机物的种类也更多。
4、为什么说,催化臭氧在深度处理中应用是种新工艺?
曾有工程界人士认为,在水处理中臭氧的应用有大量的工程实践,即指臭氧在给水中的消毒与在工业废水中的脱色。但臭氧在深度处理中应用,与前两者完全不同。消毒,仅需破坏细胞的生理功能,不需要改变有机物分子形态;脱色,也仅需要改变分子结构中显色基团;而深度处理要求将有机物彻底氧化。在投加量上,消毒仅需2 – 3 ppm;而在深度处理中需投加上百个ppm;更需要使用催化剂。
5、铁基催化剂有什么特点?有几种?
“过渡金属的化合物是臭氧催化剂”。铁,是过渡金属,它的化合物也是催化剂。据报道:fe3o4、fe2o3都有催化功能。关于纯物质的催化能力,有种学术观点认为:固相中有oh的过渡金属化合物,易于催化形成•oh。但各种催化成份的催化能力,在工程实践的意义并不大,主要是催化剂总量。
大部分通过浸渍、烧结制备的催化剂,催化成份的量仅有几十个微米厚。与之不同的催化剂里外都是有效的催化成份,也可能在氧化环境中催化剂表面保持并可重新形成有效的催化成份,所以有持久的催化能力。
6、臭氧在深度处理中的应用,工艺难点在哪里?
臭氧比空气重,溶解度是氧气的13倍;关键臭氧不是稳定的气体,常温下净水中的半衰期只有20分钟,且温度和杂质对臭氧半衰期影响很大,在工业废水中一般只有数分钟。深度处理工艺中关键,是在臭氧无效分解之前,经催化臭氧有效分解产生•oh。因此,反应器单位体积催化剂表面积(与催化剂比表面积概念有所不同)是十分重要的参数。简单地说:催化剂的量要多;三相传质条件要好。
7、铁屑基催化剂有什么特点?有什么工艺优越?
铁屑经表面经改性形成feooh,一方面是催化成份,有效地催化臭氧;另一方面又是纯化成份,保护铁屑内的零价铁。因此,改性铁屑在催化臭氧反应器中成为化工意义的填料,且比表面积比商品填料拉西环、鲍尔环高出七-八倍。铁屑基催化剂成品做成规整化填料,或称单元化填料,如“蜂窝或沙琪玛”形状,大大提高了工程上的催化效果。
(1)规整化填料,避免了运输和使用过程中填料表面相互摩擦,从而保护表面改性所形成的有效催化成份feooh;
(2)沙琪玛状单元化填料孔隙率虽大,孔隙孔径却很小。因为•oh在水中的寿命只有纳秒级,即:•oh不可能通过水流扩散传质,去氧化液相主体有机污染物;只能通过微观传质(如布朗运动),就近氧化液体中有机物。孔径很小的规整化填料为此创造了条件。
流化态的催化剂,若使用量较小,难以起到工程意义的催化效果。
在适宜的参数范围内对铁刨花进行压缩,保证铁屑基规整化填料具有较大的比表面积、较大的孔隙率、较小的孔径范围、较大的孔隙连通率,是制作规整化填料的关键。
8、催化臭氧工艺对臭氧发生器有什么要求?
在臭氧消毒中,臭氧浓度很低,因此对臭氧发生器没有什么要求。在深度处理中,臭氧投加量大;且氧化反应困难,从反应动力学角度,希望臭氧浓度高;因此,供气浓度高的臭氧发生器是选择的方向。此外,即使臭氧浓度很高的供气,气体中绝大部分仍然是氧气。
臭氧发生器,有的使用纯氧源,有的使用空气源。除臭氧供气浓度外,空气源将会给深度处理中总氮的去除带来负面影响,不建议采用。
9、介绍一下催化臭氧工艺的反应器形式。
效果好的当然是塔式反应器,钢结构,一般在水量3000m3/d以下时使用;在水量5000m3/d以上时,从工程经济考虑,只能使用钢筋混凝土结构,流型设计为折流式,但水力停留时间、催化剂量等应适当放大。
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