湿式氧化/WAO技术主要影响因素
1 废水的反应热和空气量在湿式氧化(湿式燃烧)系统中依靠有机物被氧化所释放的氧化热来维持反应温度,单位质量被氧化物质在氧化过程中产生的热值即为燃烧值。同时,湿式氧化过程中需要消耗空气,所需空气的量由废水降解的COD值计算获得。
经验公式一一
(1)完全去除时空气的理论需要量与废液浓度之间的关系:
A=4.3COD(g空气/L废液)
(2)放热量:
H=4.3CODx3.16=13.6COD〔kJ/L废液)
表3.5 某些燃料和废料热值和每消耗1kg空气时的热值
2 废水中有机物的结构
大量研究表明:有机物氧化与物质的电荷特征和空间结构有很大的关系,不同的废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。
3 温度
决定性因素。
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。
表3-6 不同温度下水和氧的一些物理性质
4.压力
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。
表3.7 湿式氧化装置内反应滨度与反应压力的经验关系
5 废水的pH值
反应体系的pH值变化的规律:先变小(中间体羧酸的积累)后略有升高(中间体的进一步氧化),温度越高,物质的转化越快,pH值的变化越剧烈。
废水的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:有机磷农药废水;
(2)pH值对COD去除率的影响存在极值点。例:含酚废水在pH值为3.5~4.0时,COD的去除率最大。
(3)pH值越高,处理效果越好。例:酒厂废水。
一一调节废水到适宜的pH值,有利于加快反应的速度和有机物的降解。
一一低的pH值对反应设备的腐蚀增加,对反应设备的材质要求高,材料使用费用增加;低的PH值易使催化剂活性组分溶出和流失,造成二次污染。
设计WAO流程时要两者兼顾。
6 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,可确定最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。
7 揽拌强度
在高压反应釜内进行反应时,氧气从气相向液相中传质与揽拌强度有关。
揽拌强度影响传质速率,搅拌强度越大,液体的涟流程度越大,氧气在液相中的停留时间越长,传质速率就越大。
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。
8 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的含氧有机物。
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。
如果进一步提高反应温度,可将乙酸等中间产物完全氧化为CO2和H2O等最终产物。
选择适宜的催化剂和优化工艺条件,可以使中间产物有利于WAO的彻底氧化。
9 反应尾气
WAO系统排出的氧化气体成分,随着燃烧物质和工艺条件的变化而不同。
WAO氧化气体的主要组成成分见下表
WAO氧化气体的主要成分是N2和CO2。氧化气体一般具有刺激性臭味,需进行脱臭处理。
页:
[1]