[實用新型]一種廢水的濕式氧化處理裝置

有效

• 申請號: 201320735646.5
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN203754482U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 劉軍;文善雄;何琳;張媛;任元龍;趙瑛;王小雄;劉光利;梁寶鋒
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 張茵

技術領域

本實用新型屬于濕式氧化處理有機廢水技術領域。

背景技術

濕式氧化技術是上世紀50年代發展起來的一項在高溫高壓下處理廢水的技術。目前濕式氧化處理有機廢水技術主要包括：濕式空氣氧化法（WAO），催化濕式空氣氧化法（CWAO），濕式雙氧水氧化法（WPO），催化濕式雙氧水氧化法（CWPO）。濕式空氣氧化法是在高溫（240～325℃）和高壓（5～20MPa）條件下，以空氣中的氧氣為氧化劑，在液相中將有機物污染物氧化為CO₂和H₂O以及小分子有機物的化學過程。高溫、高壓及必須的液相條件是這一過程的主要條件。該法COD的去除率可以達到80%以上。WAO法在實際應用上存在著許多局限性：它的氧化反應需要在高溫、高壓下進行，故要求反應設備的材料耐高溫、高壓和耐腐蝕，因此設備費用大，投資高。它適用于高濃度小流量的廢水處理，對于低濃度大流量的廢水處理的效果會很差。催化濕式空氣氧化法（CWAO）就是在傳統的濕式空氣氧化法（WAO）基礎上發展起來的一種處理高濃度有機廢水的技術。該技術在一定壓力（3～15MPa）和溫度（200～280℃）條件下，將廢水通過裝有高效氧化性能催化劑的反應器，在空氣作用下，利用催化氧化原理，一次性地對高濃度有機廢水中的COD、TOC、氨、氰等污染物進行氧化分解的深度處理，使之轉化為CO₂、H₂O及N₂等無害物質。由于加入適當的催化劑，使反應條件較傳統的WAO法要溫和、高效一些。同時也降低了對設備材質的苛刻要求。它所需要的溫度和壓力比傳統的WAO法都要低一些。

濕式雙氧水氧化(WPO)也是在濕式空氣氧化(WAO)基礎上發展起來的一種高級氧化技術。近年來受到國內外學者的廣泛關注^(1～2)它采用氧化能力更強的雙氧水作為氧化劑，所以能在溫和的條件下，就可以將廢水中的有機物氧化降解，大幅降低廢水的COD值。它需要的反應溫度和壓力分別是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，對設備強度的要求也很低，容易實現工業化。催化濕式雙氧水氧化法（CWPO）是在WPO法的基礎上加入催化劑進一步降低反應的溫度和壓力。加入的催化劑分為均相和非均相。均相就是在反應的廢水中加入金屬離子如Fe、Cu等離子。均相催化劑雖然可以在常壓、40～60℃的條件下對廢水有較好的處理效果，COD去除率可以達到70%，但是后續處理金屬離子是要產生大量的沉淀物造成二次污染，因此均相催化劑的使用受到了一定的限制。非均相就是將催化劑負載到活性炭或分子篩等載體上，這樣催化劑就不隨廢水流失，后續不產生沉淀物不會造成二次污染。但目前非均相催化劑的催化效果不好。與WPO法比較并不能降低多少反應的溫度和壓力，對COD去除率的提高也較小。

國內催化濕式雙氧水氧化法（CWPO）技術[見專利：申請號200710063292.3，名稱：催化濕式氧化降解間硝基苯磺酸鈉的方法]該專利處理廢水的裝置主要由高壓反應釜、攪拌器、溫控器和加熱器組成。廢水是配制一定濃度的間硝基苯磺酸鈉溶液作為模擬廢水。催化劑是硝酸銅，氧化劑是雙氧水和氧氣。整個反應是在高壓釜內進行。反應溫度是180～260℃，壓力是1.0～2.0MPa。TOC的去除率可達83.08～96.51%。該技術的優點是：對高濃度有機廢水的處理效果好，適用于小流量廢水的處理。缺點是：反應所需的溫度和壓力太高，對反應器等設備的材質要求很苛刻，所用的催化劑是均相催化劑，所以還要產生二次污染。很難工業化。

國外濕式氧化法（WPO）技術[見專利號:JP2010221098(A)，名稱:METHOD OF DECOMPOSING LOWER ALCOHOL IN WASTE WATER]該專利對廢水的處理是在高壓釜內進行的。廢水為低濃度酒精廢水，分兩步對該廢水進行處理。第一步使用濕式空氣氧化法（WAO）,就是向盛有廢水的高壓釜內通入空氣，反應的溫度是：200～320℃，壓力是：3～15MPa。廢水在第一步處理完之后，又使用第二步濕式雙氧水氧化(WPO)法進行處理。反應的溫度是：80～250℃，壓力是：0.3～6MPa。該技術可以對低濃度酒精廢水進行深度氧化，廢水中酒精的去除率較高，但工藝復雜需要濕式空氣氧化和濕式雙氧水氧化兩步處理。另外，反應所需要的溫度和壓力也比較高，限制了該技術的推廣。