[發明專利]紫外催化濕式氧化降解污染物的方法及裝置

無效

• 申請號: 201010216558.5
• 申請日: 2010-07-05
• 公開（公告）號: CN101863526A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 李朝林;陸鋼;劉鵬;崔海波
• 申請（專利權）人: 李朝林
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/72
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 胡堅;童海霓

技術領域

本發明公開一種氧化方法及裝置，特別是一種采用紫外強化的催化濕式氧化方法及裝置，用于污水處理領域，特別是應用于高濃度有毒有害廢水中有機污染物的去除。

背景技術

隨著石油、化工和制藥等工業的飛速發展，高濃度難降解廢水的處理問題成為世界各國研究的熱點和難點。目前，工業廢水具有了新的特點：一方面污染物濃度更高；另一方面污染物成分更復雜，這就造成傳統的污染物廢水處理方法能效降低，采用諸如混凝法、生化法、吸附法、物化法等方法處理高濃度、難降解的污染物廢水，難以達到排放標準。因此，新型高效廢水處理技術的研究迫在眉睫。

濕式空氣氧化技術(Wet?Air?Oxidation，簡稱WAO)是在高溫(150-350℃)和高壓(0.5-20MPa)下，以空氣或純氧做為氧化劑，將有機污染物氧化分解為二氧化碳和水等無機物或有機小分子的化學過程。1944年美國的F.J.Zimmermann提出了WAO技術，也稱齊默爾曼法。1958年首次將WAO用于處理造紙黑液廢水，在反應溫度為150-350℃，壓力為5-20MPa條件下，廢水COD_Cr降解率達90％以上。

盡管WAO是一種有效處理高濃度、有毒有害、生物難降解有機廢水的技術，但由于其在高溫高壓下進行，不可避免的存在很多不足之處：(1)由于反應要求在高溫、高壓的條件下進行，操作難度大，安全性差；(2)要求反應器材料具有耐高溫、高壓的特性，不僅使設備系統一次性投資大，而且也給系統的選材造成困難；(3)由于反應中須維持高溫和高壓的反應條件，運行成本昂貴。此外較高的反應壓力還會增加空壓機的電力消耗，增加該過程的日常操作費用；4)即使在很高的溫度下，對某些有機物如多氯聯苯，小分子羧酸的去除效果也不理想，難以作到完全氧化。因此，對于傳統WAO技術的改進與完善非常重要。

由于WAO技術存在以上缺陷，隨著污染物廢水處理技術的進步，基于WAO技術，又出現了一些新的濕式氧化降解方法，催化劑引入到這個領域中，形成了一種新的技術——催化濕式氧化技術(Catalytic?Wet?Oxidation，簡稱CWO)，通過在反應過程加入適宜的催化劑，使反應溫度和壓力降低，能有效提高氧化分解能力，加快反應速度，縮短反應時間。催化濕式過氧化氫氧化技術(Catalytic?Wet?Peroxide?Oxidation，簡稱CWPO)是在催化濕式空氣氧化法的基礎上，將氧化劑更換為H₂O₂對廢水進行降解。催化濕式過氧化氫氧化技術雖大大提高了廢水降解速率，但仍需在高溫高壓的苛刻條件下進行，并沒有完全避免濕式氧化技術的致命缺點，使該技術的應用和推廣受到極大限制。

發明內容

針對上述提到的現有技術中的濕式氧化技術需要高溫高壓的條件下進行，要求條件比較苛刻的缺點，本發明提供一種新的濕式氧化方法，其利用紫外線作為強化條件，加入催化劑進行濕式氧化，使這種高級氧化技術可以在常溫常壓下進行，并為實現該方法設計了一種典型裝置。

為了解決傳統催化濕式氧化技術降解條件苛刻的問題，提出了紫外催化濕式氧化工藝(UV-Catalytic?Wet?Oxidation?Process，簡稱UV-CWOP)。工藝特點是通過在反應體系中引入紫外光、氧化劑和催化劑(一種或多種變價過度金屬或金屬氧化物)，用它們的協同催化氧化作用，在常溫常壓的溫和條件下，將高濃度有毒有害廢水中有機污染物分解成CO₂和水等無害成份，并同時除臭、脫色及殺菌消毒，從而達到凈化廢水的目的。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：一種紫外催化濕式氧化降解污染物的方法，氧化方法包括下列反應條件：

A、根據廢水特點及催化劑的特性將廢水的pH值調節至一定范圍，根據催化劑種類不同，將其調節到3-10之間的某一數值；

B、依據待處理廢水的原始COD_Cr值投加氧化劑；

C、根據氧化劑量投加催化劑，催化劑與氧化劑的摩爾比在1∶5-1∶200之間；

D、有紫外光照射；

E、反應溫度為25℃-80℃；

F、反應壓力為常壓；

G、反應時間為5-300min。

一種實現上述方法的裝置，該裝置包括盛裝廢水用的反應池，反應池內設有紫外光源，反應池底部設有曝氣裝置，反應池上方設有用于存儲催化劑用的藥品貯槽，反應池內還設有與藥品貯槽連通的加藥裝置，反應池內設有控制裝置，反應池內設有測量池，反應池外側安裝有液位儀。

本發明解決其技術問題采用的技術方案進一步還包括：