[实用新型]一种废水的湿式氧化处理装置

说明书

技术领域

本实用新型属于湿式氧化处理有机废水技术领域。

背景技术

湿式氧化技术是上世纪50年代发展起来的一项在高温高压下处理废水的技术。目前湿式氧化处理有机废水技术主要包括：湿式空气氧化法（WAO），催化湿式空气氧化法（CWAO），湿式双氧水氧化法（WPO），催化湿式双氧水氧化法（CWPO）。湿式空气氧化法是在高温（240～325℃）和高压（5～20MPa）条件下，以空气中的氧气为氧化剂，在液相中将有机物污染物氧化为CO₂和H₂O以及小分子有机物的化学过程。高温、高压及必须的液相条件是这一过程的主要条件。该法COD的去除率可以达到80%以上。WAO法在实际应用上存在着许多局限性：它的氧化反应需要在高温、高压下进行，故要求反应设备的材料耐高温、高压和耐腐蚀，因此设备费用大，投资高。它适用于高浓度小流量的废水处理，对于低浓度大流量的废水处理的效果会很差。催化湿式空气氧化法（CWAO）就是在传统的湿式空气氧化法（WAO）基础上发展起来的一种处理高浓度有机废水的技术。该技术在一定压力（3～15MPa）和温度（200～280℃）条件下，将废水通过装有高效氧化性能催化剂的反应器，在空气作用下，利用催化氧化原理，一次性地对高浓度有机废水中的COD、TOC、氨、氰等污染物进行氧化分解的深度处理，使之转化为CO₂、H₂O及N₂等无害物质。由于加入适当的催化剂，使反应条件较传统的WAO法要温和、高效一些。同时也降低了对设备材质的苛刻要求。它所需要的温度和压力比传统的WAO法都要低一些。

湿式双氧水氧化(WPO)也是在湿式空气氧化(WAO)基础上发展起来的一种高级氧化技术。近年来受到国内外学者的广泛关注^(1～2)它采用氧化能力更强的双氧水作为氧化剂，所以能在温和的条件下，就可以将废水中的有机物氧化降解，大幅降低废水的COD值。它需要的反应温度和压力分别是120～150℃，0.2～0.5MPa。比WAO法的240～325℃，5～20MPa要低很多。所以它的能耗低，对设备强度的要求也很低，容易实现工业化。催化湿式双氧水氧化法（CWPO）是在WPO法的基础上加入催化剂进一步降低反应的温度和压力。加入的催化剂分为均相和非均相。均相就是在反应的废水中加入金属离子如Fe、Cu等离子。均相催化剂虽然可以在常压、40～60℃的条件下对废水有较好的处理效果，COD去除率可以达到70%，但是后续处理金属离子是要产生大量的沉淀物造成二次污染，因此均相催化剂的使用受到了一定的限制。非均相就是将催化剂负载到活性炭或分子筛等载体上，这样催化剂就不随废水流失，后续不产生沉淀物不会造成二次污染。但目前非均相催化剂的催化效果不好。与WPO法比较并不能降低多少反应的温度和压力，对COD去除率的提高也较小。

国内催化湿式双氧水氧化法（CWPO）技术[见专利：申请号200710063292.3，名称：催化湿式氧化降解间硝基苯磺酸钠的方法]该专利处理废水的装置主要由高压反应釜、搅拌器、温控器和加热器组成。废水是配制一定浓度的间硝基苯磺酸钠溶液作为模拟废水。催化剂是硝酸铜，氧化剂是双氧水和氧气。整个反应是在高压釜内进行。反应温度是180～260℃，压力是1.0～2.0MPa。TOC的去除率可达83.08～96.51%。该技术的优点是：对高浓度有机废水的处理效果好，适用于小流量废水的处理。缺点是：反应所需的温度和压力太高，对反应器等设备的材质要求很苛刻，所用的催化剂是均相催化剂，所以还要产生二次污染。很难工业化。

国外湿式氧化法（WPO）技术[见专利号:JP2010221098(A)，名称:METHOD OF DECOMPOSING LOWER ALCOHOL IN WASTE WATER]该专利对废水的处理是在高压釜内进行的。废水为低浓度酒精废水，分两步对该废水进行处理。第一步使用湿式空气氧化法（WAO）,就是向盛有废水的高压釜内通入空气，反应的温度是：200～320℃，压力是：3～15MPa。废水在第一步处理完之后，又使用第二步湿式双氧水氧化(WPO)法进行处理。反应的温度是：80～250℃，压力是：0.3～6MPa。该技术可以对低浓度酒精废水进行深度氧化，废水中酒精的去除率较高，但工艺复杂需要湿式空气氧化和湿式双氧水氧化两步处理。另外，反应所需要的温度和压力也比较高，限制了该技术的推广。