高效催化氧化反應裝置
一. 概述
隨(sui)著(zhu)醫藥、化(hua)工、染(ran)料(liao)等行業的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan),高(gao)濃(nong)度(du)(du)難降(jiang)(jiang)(jiang)解廢水(shui)(shui)越(yue)來越(yue)多,與此(ci)同時隨(sui)著(zhu)生活水(shui)(shui)平的(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao),環保意識(shi)增(zeng)強,人們對難降(jiang)(jiang)(jiang)解的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)在環境(jing)中的(de)(de)(de)(de)(de)遷移、變化(hua)越(yue)來越(yue)關注(zhu),然而高(gao)濃(nong)度(du)(du)難降(jiang)(jiang)(jiang)解的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)是(shi)(shi)廢水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個難點,難以(yi)用(yong)常規工藝(如混凝、生化(hua)法(fa)(fa)(fa))處(chu)理(li)(li),這是(shi)(shi)因為一(yi)是(shi)(shi)此(ci)類廢水(shui)(shui)濃(nong)度(du)(du)高(gao),CODCR一(yi)般為數萬(wan)mg/L,高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)甚至(zhi)多達十多萬(wan)mg/L以(yi)上;二(er)是(shi)(shi)其(qi)中所(suo)含的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)主要是(shi)(shi)芳烴化(hua)合物(wu)(wu),BOD/COD很低,一(yi)般在0.2以(yi)下,難以(yi)生物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)(jiang)解;三(san)是(shi)(shi)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)毒性大許多物(wu)(wu)質被列入(ru)環境(jing)污(wu)(wu)染(ran)新名(ming)單,如苯胺(an)、硝基(ji)笨等;四是(shi)(shi)無(wu)機(ji)(ji)鹽含量高(gao),達數萬(wan)甚至(zhi)十多萬(wan)以(yi)上。因此(ci)開發(fa)高(gao)難度(du)(du)難降(jiang)(jiang)(jiang)解有(you)機(ji)(ji)廢水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效處(chu)理(li)(li)技(ji)術迫在眉睫(jie)。利(li)用(yong)化(hua)學氧化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)處(chu)理(li)(li)高(gao)濃(nong)度(du)(du)難降(jiang)(jiang)(jiang)解有(you)機(ji)(ji)廢水(shui)(shui)是(shi)(shi)目前最有(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)之一(yi)。
二、原理
高(gao)(gao)效(xiao)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)原理(li)(li)(li)就是在催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)存在的(de)(de)(de)(de)條件下(xia)(xia),利用氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)在常溫常壓(ya)下(xia)(xia)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)廢(fei)(fei)水(shui)中的(de)(de)(de)(de)污染(ran)(ran)物(wu)(wu),或直接氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)有(you)機(ji)污染(ran)(ran)物(wu)(wu),將大分(fen)子(zi)有(you)機(ji)污染(ran)(ran)物(wu)(wu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成(cheng)小(xiao)分(fen)子(zi)有(you)機(ji)污染(ran)(ran)物(wu)(wu),提(ti)高(gao)(gao)廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)可生(sheng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)性,較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)去除有(you)機(ji)污染(ran)(ran)物(wu)(wu)。在降解COD的(de)(de)(de)(de)過(guo)程中打斷有(you)機(ji)物(wu)(wu)分(fen)子(zi)中的(de)(de)(de)(de)雙色發色團,如偶氮基(ji)、硝基(ji)、硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)羥(qian)基(ji)、碳亞胺(an)基(ji)等(deng),達到脫色目的(de)(de)(de)(de),同時有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)BOD/COD的(de)(de)(de)(de)值,使之易于生(sheng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)降解。這樣,催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反應在高(gao)(gao)濃度(du)、高(gao)(gao)毒(du)性、高(gao)(gao)含鹽量廢(fei)(fei)水(shui)中充當常規(gui)物(wu)(wu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)預(yu)處(chu)理(li)(li)(li)和(he)生(sheng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)(li)(li)之間的(de)(de)(de)(de)橋梁。三、設備概述當前(qian)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)已在高(gao)(gao)濃度(du)廢(fei)(fei)水(shui)領(ling)域(yu)中廣泛使用,但由于傳統催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(如:高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)壓(ya)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、臨界點(dian)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)等(deng))處(chu)理(li)(li)(li)費用過(guo)高(gao)(gao),操作工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)復雜(za),而且高(gao)(gao)濃度(du)有(you)機(ji)廢(fei)(fei)水(shui)中有(you)機(ji)物(wu)(wu)種(zhong)(zhong)類(lei)多種(zhong)(zhong)多樣,催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)種(zhong)(zhong)類(lei)繁多,因此針(zhen)對不(bu)同類(lei)型(xing)的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)廢(fei)(fei)水(shui)選擇合理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)是成(cheng)功處(chu)理(li)(li)(li)廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)關鍵(jian)所(suo)在。我公(gong)司(si)(si)技(ji)術人員經過(guo)多年的(de)(de)(de)(de)研(yan)究、實踐,針(zhen)對各種(zhong)(zhong)醫(yi)藥工(gong)(gong)(gong)(gong)業廢(fei)(fei)水(shui)、染(ran)(ran)料化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)(gong)廢(fei)(fei)水(shui)、精(jing)細(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)(gong)廢(fei)(fei)水(shui)等(deng)高(gao)(gao)難度(du)廢(fei)(fei)水(shui)中不(bu)同的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)物(wu)(wu)成(cheng)分(fen)不(bu)同,開發了多種(zhong)(zhong)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi),對此類(lei)精(jing)細(xi)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)(gong)廢(fei)(fei)水(shui)廢(fei)(fei)水(shui)進行分(fen)別對待處(chu)理(li)(li)(li)并取得了良好的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)。當前(qian)我公(gong)司(si)(si)主要使用以(yi)下(xia)(xia)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)
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3、1催化氧化-I型
催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)-I型屬于非(fei)均相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)工藝系列中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)工藝,我們針對均相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)中催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)流失(shi),所造成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)經濟(ji)損(sun)失(shi)以(yi)及對環境的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)二(er)次污染(ran)(ran)。我們選用非(fei)均相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji),即(ji)固(gu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)。我們選用活性(xing)碳作(zuo)為主(zhu)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)活性(xing)組分(fen)和(he)(he)輔助組分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)載體(ti)來(lai)(lai)生產多(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)材(cai)(cai)料(liao)(liao)同(tong)時(shi)還應(ying)用催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)材(cai)(cai)料(liao)(liao)隧道反(fan)(fan)應(ying)體(ti)系來(lai)(lai)解決催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)失(shi)效(xiao)(理論壽(shou)命20年)。主(zhu)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)活性(xing)組分(fen)主(zhu)要是適量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)Pt等稀貴金屬,輔助組分(fen)則是過(guo)渡金屬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)和(he)(he)鹽類。在此(ci)基礎上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)材(cai)(cai)料(liao)(liao)可(ke)避(bi)免(mian)普通單一組分(fen)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)材(cai)(cai)料(liao)(liao)在使用中催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)選擇(ze)(ze)范圍(wei)狹窄的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)弱點。基于水(shui)(shui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理論,當多(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)材(cai)(cai)料(liao)(liao)配合(he)還原性(xing)較強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三價(jia)鐵使用時(shi)可(ke)以(yi)產生一個OH羥基自由(you)(you)基的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鏈(lian)式反(fan)(fan)應(ying),而(er)OH羥基自由(you)(you)基可(ke)進行有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)選擇(ze)(ze)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),最(zui)終(zhong)將有(you)(you)機(ji)(ji)污染(ran)(ran)物(wu)礦化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳和(he)(he)水(shui)(shui)。此(ci)工藝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)核心是多(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備,而(er)其外圍(wei)是設計合(he)理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)器,針對不(bu)(bu)同(tong)廢(fei)水(shui)(shui)性(xing)質需要使用不(bu)(bu)同(tong)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)器。催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)器中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)選用廉價(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)空氣(qi)作(zuo)為主(zhu)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji),反(fan)(fan)應(ying)過(guo)程中再本公司特制的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)復合(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)可(ke)以(yi)加(jia)快OH羥基自由(you)(you)基的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生成,和(he)(he)對有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。此(ci)工藝對大部分(fen)有(you)(you)機(ji)(ji)污染(ran)(ran)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)降解有(you)(you)效(xiao),效(xiao)果(guo)非(fei)常(chang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)印染(ran)(ran)廢(fei)水(shui)(shui)和(he)(he)制藥廢(fei)水(shui)(shui)以(yi)及相(xiang)(xiang)(xiang)關的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)料(liao)(liao),染(ran)(ran)料(liao)(liao)和(he)(he)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學中間(jian)體(ti)。從經濟(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角度出發,在設計中此(ci)工藝可(ke)以(yi)作(zuo)為有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)預處(chu)理方法,經過(guo)該工藝后廢(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)狀會發生很(hen)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua),最(zui)明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是B/C提高,廢(fei)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)生化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)性(xing)加(jia)強(qiang)。
3、2催化氧化-II型
微催(cui)化(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)-I型(xing)屬(shu)(shu)于電解催(cui)化(hua)(hua)流化(hua)(hua)床工藝(yi),原理是使用兩種(zhong)能(neng)相(xiang)互構成(cheng)極相(xiang)相(xiang)反的(de)(de)兩種(zhong)基(ji)質(zhi),在(zai)固態或(huo)(huo)液(ye)態的(de)(de)相(xiang)應(ying)催(cui)化(hua)(hua)劑的(de)(de)作(zuo)用下(xia),有(you)(you)(you)(you)效(xiao)的(de)(de)破壞發色基(ji)團(tuan)和助色基(ji)團(tuan)或(huo)(huo)形成(cheng)有(you)(you)(you)(you)效(xiao)的(de)(de)中(zhong)(zhong)間體(ti),現(xian)有(you)(you)(you)(you)研(yan)究表明在(zai)析氧(yang)(yang)(yang)電位區金(jin)屬(shu)(shu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)電極表面可以形成(cheng)2種(zhong)含有(you)(you)(you)(you)活性氧(yang)(yang)(yang)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)。一種(zhong)是吸(xi)附氫(qing)氧(yang)(yang)(yang)自由基(ji)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu),另一種(zhong)是高價態的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)。當溶液(ye)中(zhong)(zhong)存在(zai)有(you)(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)時,設(she)備(bei)會通(tong)過電解產生強(qiang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(OH·或(huo)(huo)OH·2等(deng))破壞有(you)(you)(you)(you)機污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu),如在(zai)設(she)備(bei)中(zhong)(zhong)加入(ru)Ti、Pt等(deng)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)效(xiao)果將進(jin)一步提高。最終通(tong)過系(xi)列反應(ying),將環狀有(you)(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)鏈(lian)化(hua)(hua),長鏈(lian)分子短化(hua)(hua)最終達到礦化(hua)(hua)。有(you)(you)(you)(you)效(xiao)的(de)(de)降(jiang)低COD值,并且是理想的(de)(de)脫色裝置。特別(bie)適用于染(ran)料、顏料等(deng)含有(you)(you)(you)(you)高色度的(de)(de)高濃(nong)度廢(fei)水的(de)(de)前處理。

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