石化堿渣廢水催化濕式氧化處理工藝及機理研究.pdf

1、堿渣廢水中含有酚類物質(zhì)和有機硫化物等大量有毒有機物,生物降解性差,常規(guī)處理效果不佳,給環(huán)境造成了嚴(yán)重污染.該文對石化堿渣廢水催化濕式氧化處理的工藝與機理進行了系統(tǒng)的研究.對混合堿渣廢水的H2SO4-中和預(yù)處理工藝研究中發(fā)現(xiàn):在加入10~15％的硫酸后CODCr、硫化物和揮發(fā)酚的去除率分別是83.6％,99.1％和90％.在預(yù)處理工藝中,堿渣廢水中粗酚得到了回收,大部分污染物都得到了去除.在催化劑研制過程中,確定了MnOx為催化劑活性組分

2、,大顆粒γ-Al2O3作為催化劑載體.催化劑浸漬法的最佳制備條件為浸漬液濃度3mol/L,焙燒溫度550℃.在2升的間歇式高壓反應(yīng)釜中對堿渣廢水進行催化濕式氧化的實驗研究結(jié)果表明:實驗條件為200℃、1Mpa的氧分壓下反應(yīng)兩小時后,CODCr去除率在76.4％,進水CODCr從12584mg/L降到2960mg/L.溫度是影響反應(yīng)的重要因素,溫度升高,反應(yīng)速率升高.基于實驗和L-H自由基催化理論,該文提出了堿渣廢水在高壓反應(yīng)釜內(nèi)的降解機

3、理遵循鏈?zhǔn)椒蔷?均相自由基反應(yīng)機理.在MnOx/γ-Al2O3為催化劑的滴流床中研究了根據(jù)實際廢水成分配制出的模型廢水催化濕式氧化降解效率、影響因素和有機物去除機理.由于滴流床中高的催化劑-液相比,苯酚在滴流床中表現(xiàn)出高的降解速率和中間產(chǎn)物缺乏的特征,因此可推測苯酚的降解機理是非鏈狀自由基反應(yīng)機理.催化氧化的限速步驟可能是O2在催化劑表面的吸附或苯環(huán)的破裂.有機硫化物和無機硫化物在滴流床中表現(xiàn)出很高的降解速率,這也是自由基反應(yīng)機理的表

4、現(xiàn).模型廢水滴流床實驗中沒有發(fā)現(xiàn)催化劑活性成分流失現(xiàn)象.由于高的催化劑-液相比,實際堿渣廢水在滴流床中的處理效率比高壓反應(yīng)釜中的效率高.在反應(yīng)溫度200℃,氧分壓1MPa的實驗條件下,停留時間30min,CODCr和苯酚的去除效率分別為87.2％和91.4％,進水CODCr從18360mg/L降到3296mg/L.同時也發(fā)現(xiàn)溫度和液體流率是影響反應(yīng)的主要因素,溫度升高,反應(yīng)速率加快;液體流率越慢,反應(yīng)效果越好.由于氧氣充分,壓力的影響較

5、小.在整個工況過程中都進行了催化劑的檢測來分析催化劑的失活,發(fā)現(xiàn)在滴流床處理堿渣廢水最開始連續(xù)運轉(zhuǎn)的10hr中金屬離子出水中溶出現(xiàn)象比較嚴(yán)重,但隨即就穩(wěn)定下來并沒有影響到催化劑的活性.通過對出水的GC/MS分析,該研究也探討了不同酚類物質(zhì)如苯酚和取代酚的不同的降解機理.由于大部分酚類物質(zhì)和有毒的硫化物得到了去除,滴流床的出水生化性得到提高,對后續(xù)的生物處理很有益.針對堿渣廢水提出的H2SO4中和-滴流床反應(yīng)器催化氧化-活性污泥法的優(yōu)化組