湿式氧化技术(Wet Air Oxidation)简称 WAO,是一种新型的有机废水处理方法。该方法是在高温(120~320℃)和高压(0.5~20MPa)的条件下,以空气中的氧气等为氧化剂,在液相中将有机污染物氧化为二氧化碳和水等无机物或小分子有机物的化学过程。那么,你知道影响湿式氧化技术处理效果的主要因素都有哪些吗?
影响湿式氧化技术处理效果的主要因素有:
1.污水中有机物的结构
研究表明:有机物氧化与物质的电荷特征和空间结构有很大的关系,不同的污水有各自的反应活化能和不同的氧化反应过程,因此湿式氧化的难易程度不同。
2.温度
温度为决定性因素。
(1)反应温度低,即使延长反应时间,反应物的去除率也不会显著提高;
(2)当温度T<100℃时,氧的溶解度随着温度的升高而降低;温度T>150℃时,有机物的溶解度随着温度的升高而增大,氧在水中的传质系数也随着温度的升高而增大;
(3)温度升高使液体的黏度减小,因此温度升高有利于氧在液体中的传质和有机物氧化。温度越高,有机物的氧化越完全。但是,温度升高,总压力增大,动力消耗増加,且对反应器的要求越高,因此,从经济的角度考虑,应选择合适的温度,既要满足氧化的效率,又要合理地设计能量消耗等费用。
3.压力
有研究认为:系统压力的主要作用是保持反应系统内液相的存在,对氧化反应的影响并不显著。如果压力过低,大量的反应热会消耗在水的蒸发上,这样不但反应温度得不到保证,而且反应器有蒸干的危险。因此,在一定温度下,总压不应低于该温度下水的饱和蒸气压。
4.污水pH值
污水的pH值对湿式氧化的影响有三种情况:
(1)pH值越低,氧化效果越好,例如有机磷Nong药污水。
(2)pH值对COD去除率的影响存在Ji值点。如含酚污水在pH值为3.5~4.0时,COD的去除率大。
(3)pH值越高,处理效果越好,例如酒厂污水。
调节污水到适宜的pH值,有利于加快反应的速度和有机物的降解。低pH值对反应设备腐蚀会增加,对反应设备的材质要求高,材料使用费用增加;低pH值也易使催化剂活性组分溶出和流失,造成二次污染。
5.停留时间
(1)达到处理效果所需要的时间随反应温度的升高而缩短。
(2)去除率越高,所需的反应温度越高或反应时间越长。
(3)氧分压越高,所需的温度越低或反应时间越短。
根据污染物被氧化的难易程度以及处理的要求,可确定Zui佳反应温度和反应时间。一般而言,湿式氧化处理装置的停留时间在0.1~2h之间。
6.搅拌强度
在高压反应釜内进行反应时,氧气从气相向液相中传质与搅拌强度有关。搅拌强度影响传质速率,搅拌强度越大,液体的湍流程度越大,氧气在液相中的停留时间越长,传质速率就越大。但当搅拌强度增大到一定程度时,搅拌强度对传质速率的影响很小。
7.反应产物
一般条件下,大分子有机物经湿式氧化处理后,大分子断裂,然后进一步被氧化为小分子有机物。如乙酸是一种常见的中间产物,由于其进一步氧化较困难,往往会积累下来,因此需要进一步提高反应温度或选择适宜的催化剂和优化工艺条件,オ能将乙酸等中间产物氧化为CO2和H20等终产物。