工业废水催化湿式氧化处理的研究

宇“卷期郑平译,国外环境科学技术,,沈耀良译,国外环境科学技术,,,,,君犷石,刀。,,邓荣森,给水排水,,飞‘任、成上参考文献,,心人口”,,一,,夕”口口‘,,吴唯民,中国环境科学,夕,!」工,三艺‘‘」收稿日期年月日工业废水催化湿式氧化处理的研究江义’于春英陈怡置李文钊刘蕙昔中国科学院大连化学物理研究所摘要采用系列贵金属一半导体氧化物催化剂,在高压釜中。℃液相条件下对焦化厂等工业废水以及由氨、咄咙等组成的模拟废水进行液相氧化试验结果发现几种催化剂对不同污染物有不同序列的催化氧化活性,其净化作用有各自的逃择性一催化剂对氨和有机污染物均有高活性,焦化废水经一,催化氧化处理后,、,分别从和降至皿和,去除率高达·和关镇词焦化废水催化湿式氧化催化湿式氧化工艺是在催化剂参与下将废水中的有机物等还原性物质完全氧化的废水处理新工艺在催化剂作用下,它的氧化能力强,处理效率高,可以将废水中众多的生化法难以去除的污染物质,如无机氨、有机胺及多环芳烃完全氧化成、和等无害物质,达到净化目的该工艺始于本世纪年代,此后许多工业发达国家竟相投人人力、物力进行研究“一,在这方面日本大阪瓦斯公司进展较快,近年来连续申请了多项专利〔卜虽然目前仍采用贵金属体系催化剂成本较高,但由于可将焦化废水等一次处理至排放标准,仍受重视在我国许多焦化厂、煤气厂的废水不经处理直接排放,严重污染环境研究开发该项新工艺对焦化工业等废水的治理具有重要意义本文报道贵金属一半导侠氧化物体系催化剂对几种代表性污染组分及几种废水样品处理的对照比较,说明催化剂的作用以及用此方法可望达到的净化效果一、实验催化剂制备将铂系贵金属氯化物配成一定浓度的溶液,通过浸渍担载到半导体氧化物上如等,然后经焙烧、活化处理实验用催化剂的贵金属含量在一多范围内,颗粒大小为一目预计工业使用催化剂成本在万元‘左右为了进行比较考察,在高压釜内以间歇反应方式进行将独催化剂装人不表各种废水反应充粗且及其比值废水种类矍异实际充氧实理含废水含,废水含‘。废水焦化废水大连理工大学王波参加部分工作卷期锈钢丝筐,固定在釜内,加人废水并密封,充人足够的氧气见表搅拌液体升温至℃,恒温反应,冷却后取液分析首先,选取、和‘三种焦化废水中具有代表性的污染物质,配制成浓度分别为,和三种单一组分的模拟废水,比较考察几种催化剂的活性在此基础上用相应的催化剂对焦化废水进行处理,考察效果焦化废水取自大连化学工业公司焦化厂废水的和含量分别为!和,此外,还对油母页岩干馏废水抚顺石油二厂、间甲酚废水北京燕山石化公司进行了初步试验毗咙和苯采用液相色谱一紫外检测分析焦化废水中值和,分别用重铬酸钾法和液相色谱一电导检测分析的反应,废水中的去除率很低,与文献结果相吻合‘处理前后含量的减少,可能为反应操作过程中的损失,并非被除去加人催化剂后,去除的效果很好,说明铂系贵金属一半导体氧化物体系催化剂起了显著的催化作用但不同的催化剂其活性大小有明显的差别其中一活性最高,去除率达”多左右四种催化剂的活性次序为一一,一一一一一义引!烂。i、‘)41500100500500500500500。ƒ闷\切任„飒他tH之分关锡二、结果与讨论(一)模拟废水的处理结果1.含NH。模拟废水采用几种催化剂,在250℃同一条件下处理废水lh,结果见表2.对不加催化剂的空白反应及担体存在下50.51.01.5反应时间(h)脸0.51。0图1废水中NH,含量随反应时间的变化利用中间取样,考察反应时间的影响,图表明,wT一501和wT一503具有很高的表2几种催化剂处理含NH,模拟废水的效果催化剂空白担体}WT一501WT一5021WT,503!WT一504原水NL于,含量(mg/l)剩余NH3含量(mg/l)4085.3!49斗13。6处理效率(%)一:升…}9,.。{卜撰子一卜誉井表3几种催化剂处理含叽吮污水的效果谕谕一竺牡牡空白白担体体WT一50111WT一50222YVT一50333WT一50444原原水水1520001520001,20001弓2000152000152000第第一次反应应99333878。33330111180。5559155542444处处理效率(%)))34。77742。22280。22288。lll39.88872。111第第二次使用用1051。33333277。555115。999817。55533666处处理效率(%)))30。6666681。77792。99946。22277。9,允.环境活性,反应o.sh,N玛含量降至soomg/L,lh后基本除尽,而WT一502活性较差.2.含毗咤模拟废水毗咤为含氮杂环有机物,结构相当稳定,一般条件下很难将其完全氧化.采用上述四种催化剂处理含毗咤废水,得到表3中的结果.wT一,02对毗咤的活性最高,WT一501活性稍差,wT一503基本没有活性.催化剂经多次使用活性基本没有下降,如表3所示.催化剂的寿命实验有待以后在流动态反应装置上考察.3.含苯模拟废水由于苯为非极性分子,很难溶于水.尽管浓度在其溶解度之内,还是容易挥发.实验只能得到如下定性结果(活性次序):WT一501wT一502WT一503WT一504以上结果说明,同一催化剂对不同污染物的去除活性不同;对不同的反应,催化剂的活性次序一也不尽相同.这表明,催化湿式氧化的处理效果不仅与反应物分子的性质及吸附特征有关,而且与催化剂的活性组分、状态及与担体间的互相作用有密切的关系.因此,只有当反应物种类与催化剂相适应时,才显示高的活性.wT一501催化剂对NH3、有机物及含氮杂环有机物的氧化均有高的活性;wT一502适用于氧化处理有机物;wT-503仅对NH3的氧化去除有高活性.(二)焦化废水的处理结果科学11卷,期用10多Na0H调节焦化废水的pH至10,然后在高压釜里,250℃条件下反应lh,表4焦化废水的处理结果(mg/1)催化剂剩余CoD}去除率(%)}剩余NH,去除率(%)2446}73WT一501619.099.1WT一502942。01532.2WT一503917。5822。1WT一504950。0}89结果见表4.经无催化剂的湿式氧化处理后,废水中COD降至2446mg/L,去除率为73多,但NH3的去除率仅7多.催化剂存在时湿式氧化处理效果显著.其中wT一501对COD和NH,都有很高的活性,去除率均达90多以上.其余几种催化剂活性则稍差,尤其对NH,的活性差别较明显.上述结果说明,WT一501作为湿式氧化处理催化剂已具有相当高的活性.(三)对几种工业废水处理的初步尝试为了验证采用催化湿式氧化处理工艺处理其它含高浓度有机物废水的可能性,对油母页岩干馏废水和间甲酚废水进行处理尝试,初步结果见表5.表明贵金属一半导体氧化物体系催化剂不但对焦化废水有效,对这几种含高浓度有机物的工业废水的处理也有表s几种工业废水的催化湿式氧化处理结果污水种类催化剂反应条件焦化废水WT一弓012弓0℃20(atm),02{{’h间甲酚废水WT一502250℃30(atm)02{}_’h干馏废水506A230℃33(atm),o:1h一一三9卫(竺些i-一一}一翌全{丝一一一竺…竺…坐…竺…坐…塑兰…兰…竺兰…一兰…兰…二乙嚣…兰…兰…上…一…一4而。。{”。o。…75%{无{{二_.__.科学。37。良好的效果.4.初步结果表明,该体系的催化剂对其它几种高浓度有机物的工业废水也有较好的处理效果.参考文献[1]〔2〕[3JFar五a,F.E.,Box,E.0.etal,,Pr云Pr.D‘,·P沙,.Ch廿。.A。,Ch。、.50‘.,23(1),93(1978).佐藤,利雄,用水乏废水,25(z),47一(1983).Harada,sadaki天ag。左u,Soc人127(8).91(1985).oba,Yarnhisa,G。,uidoK夕。友“泣s人122,6,(1985).木本突美,日本公朋特补公毅,昭,,一115744,,,-115745.木本笑美,日本公朋特静公毅,昭,,~l巧786,,,-11473.OG,Ca;a宝y才fcWe;Oxidot‘o”Proc‘s石,0‘ak‘Ga‘EngineeringCo.L之d.,1985.(收稿日期:飞959年10月24日)IJ飞.Jd‘一,r‘岭..L,.J,t.J‘U月才r.Lr.L11卷,期环境较好的效果,具备广泛的适用性.三、结论1.铂系贵金属一半导体氧化物体系作为催化湿式氧化的催化剂是有效的.WT一501催化剂无论对NH,还是有机污染物均有较高的活性;wT一502对有机物的去除有效;wT一503对NH,的去除有较高的活性.2.用wT一501处理焦化废水,可使废水中eoD和NH,含量降至61909/L和47mg/L,去除率均达90外以上,具有很高的活性.3.催化湿式氧化处理效果不仅与催化剂的活性组分、状态及与担体的互相作用有关,而且与反应物物种的化学性质有关.只有当污染物类型与催化剂种类相匹配时,才显示含铝离子的聚硅酸絮凝剂研究高宝玉岳钦艳*王淑仁(山东大学环境科学中心)摘要以硅酸钠、硫竣、硫峻铝为原料制备含有铝离子的聚硅酸絮凝剂(简称PSAA),试验它的絮凝特性及影响因素,并与聚合氯化铝(简称PAC)的絮凝效果进行比较·实验结果表明,铝离子的含量对PsA人的絮凝特性影响很大,当Al,十2510:的摩尔比为l时絮凝效果最好,在pH~5一10的范围内,PSAA具有良好的絮凝效果.与PAC相比,PSAA具有絮凝效果好、价格低廉、适用的pH范围较宽等特点.关链词:聚硅酸;絮凝剂今铝离子.活性二氧化硅(即一种特殊形式的聚硅酸)在水质净化处理中作为助凝剂已得到较广泛使用.活性二氧化硅通常用水玻璃加酸的方法制成,此法制备活性二氧化硅的关键是严格控制硅酸的胶凝时间和pH值,也就是说要严格控制硅酸的聚合度.只有合适聚合度的聚硅酸才能较好地用于水处理中.据文献[l」报道,极限粘度是控制硅酸聚合度的关键指数,而极限粘度又与pH密切相关.本文通过控制pH值制备了具有一定聚合度的聚硅酸,然后加人适量的硫酸铝,制备了含有适量铝离子的聚硅酸絮凝剂(简称PsAA).为了评价这种絮凝剂的絮凝性能,进行了烧杯实验,并与常用的无机高分子絮凝剂聚合氛化铝(简称PAC)的实验结果进行了比较,结果发现,PSAA的絮凝效果优于PA(:.*山东大学胶体与界面化学研究所,1990ChineseJournalofEnvironmentalSeienceNaniing):Chio.J.E。,iroo.Sci.,11(5).1990,ppt20一24KeyWords:anaerobictreatmen:,mono阅diumglu:tamateProcessingwastewater·Thispaperpresentsapredietionondischargeandutilizationof’fly一ashinSha工lghaiareawitl飞GreySystem,bywhicliapredietablemodelhasbeensetuP.BasedonthisSystem,utilizationoffly一ashintheareain1990,1995and2000hasbeenPredieatedanditstendeneyanalysed.ThisworkwillprovideformanagementofPowelPlantsandtheirdevelopment,KeyWor寸。:Greysys:em,predietion,fly一ashre-s‘urees,utilization.theYi,tllteIndustrialCatalytieVVastewaterTreatmentWetoxidationProoess.Usin公JiangYu0tChunyin,LiuHuiqingetal.(DalianInsti·ChemicalPhysics,AeademiaSiniea,Dalian):ChioJE。,iroo.Sci.,11(5),19