在当今社会,工业废水的处理是一个至关重要的环境问题。随着工业化进程的加速和环保要求的不断提高,寻找高效、可持续的废水处理方法成为了研究的热点。湿式氧化法作为一种先进的废水处理技术,正逐渐展现出其强大的潜力。
湿式氧化法简称 WAO,该工艺最初由美国F.J.Zimmermann在1944年研究提出,用于造纸黑液,并取得了多项专利,故也称齐默尔曼法。是在高温高压下,利用氧化剂将废水中有机物氧化成二氧化碳和水,从而达到去除污染物的目的。随后氧化工艺得到迅速发展,应用范围从回收有用化学品和能量进一步扩展到有毒有害废弃物的处理。
湿式氧化法一般在高温(150-350℃)和高压(5-20MPa)下,用氧气或空气作为氧化剂,氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物,生成二氧化碳和水等小分子物质的技术。一般有两个步骤:①空气中的氧从气相向液相的传质过程;②溶解氧与基质之间的化学反应。
催化湿式氧化技术:为了提高处理效率和降低处理费用,20世纪70年代衍生了以WAO为基础的,使用高效、稳定的催化剂的湿式氧化技术,即催化湿式氧化技术,简称CWAO。
在传统的湿式氧化处理体系中加入催化剂降低反应的活化能,从而在不降低处理效果的情况下,降低反应温度和压力,用氧气或空气作为氧化剂,氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物,生成二氧化碳和水等小分子物质的技术。尤其适用于处理高浓度有机废水、难降解有机废水和含有有毒有害物质的废水。
湿式氧化法可应用于电镀、炼焦、化工、石油及合成工业等高浓度废水的处理。尤其适用于处理一些有毒性物质、难以用其他方法处理的污水,如有机农药、染料、合成纤维、易燃易爆物质以及难以生物降解的高浓度废水。
湿式氧化法处理废水的整个过程一般包括以下步骤:
预处理
格栅过滤:使用格栅去除废水中的大颗粒杂质,如树枝、塑料等,以防止它们进入后续处理设备并造成堵塞。
沉淀:通过重力沉淀或添加化学药剂使废水中的悬浮物沉淀下来,以便后续处理。
pH 调节:根据废水的性质,使用酸碱调节剂将 pH 值调整到适合湿式氧化反应的范围内。
预热:在进入反应室之前,废水可能需要进行预热,以提高反应效率。
反应
加压:将废水加压至所需的高压条件,通常在几个到几十个大气压之间。
注入氧气:在高压下,将氧气注入反应室,与废水充分混合。
高温反应:通过加热废水,使其达到高温条件,一般在 150℃至 300℃之间。在高温高压下,氧气与废水中的有机物发生氧化反应。
反应时间控制:根据废水的特性和处理要求,控制反应时间,以确保有机物充分氧化分解。
监测和控制:在反应过程中,需要实时监测温度、压力、氧气浓度等参数,并根据监测结果进行调整和控制,以保证反应的安全和稳定进行。
需要注意的是,湿式氧化法的具体工艺参数和步骤可能会因废水的性质、处理要求和设备特点而有所不同。
以某化工企业为例,该企业产生的废水中含有大量的有机物和重金属,传统的处理方法效果不佳。采用湿式氧化法后,废水的 COD(化学需氧量)去除率达到了 90%以上,重金属的去除率也显著提高。同时,处理后的废水可以进行回用,实现了资源的回收利用。
在实际应用中,需要根据具体情况进行优化和调整,以达到最佳的处理效果。此外,湿式氧化法处理废水通常需要结合其他处理方法,如后续的生物处理或深度处理,以确保废水达到排放标准。
在湿式氧化法的处理过程中,WVR和生化处理技术的结合发挥了重要作用。WVR 可以通过物理、化学或生物方法对废水进行深度处理,去除其中的污染物,使其达到可回用的标准。例如,某制药企业采用膜分离技术对废水进行 WVR 处理,回收了废水中的有用物质,同时减少了新鲜水的使用量。生化处理则利用微生物的代谢作用将废水中的有机污染物转化为无害物质,进一步提高了废水的处理效果。
为了更好地理解湿式氧化法的处理效果,我们可以参考一些具体的数据。根据相关研究,湿式氧化法对 COD 的去除率可以达到 80%至 95%,对色度的去除率可达 90%以上,对氨氮的去除率也能达到 70%至 80%。这些数据充分证明了湿式氧化法在废水处理中的卓越性能。
总的来说,湿式氧化法作为一种先进的废水处理技术,为解决工业废水污染问题提供了新的思路和方法。通过与 WVR 和生化处理技术的结合,可以实现废水的高效处理和资源回收利用。随着技术的不断进步和应用的推广,相信湿式氧化法将在未来的废水处理领域发挥更加重要的作用,为保护环境和实现可持续发展做出贡献。