超臨界水氧化技術(shù)處理焦化廢水的工藝優(yōu)化及動(dòng)力學(xué)研究.pdf_第1頁(yè)
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1、焦化廢水是在生產(chǎn)煤氣、焦油、焦炭以及其它一些焦化產(chǎn)品的過(guò)程中產(chǎn)生的,它主要含有氨氮、酚類、氰化物、硫化物、油份等,屬有毒有害難降解的有機(jī)工業(yè)廢水,處理難度很大,焦化廢水的處理問(wèn)題已成為現(xiàn)階段環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域急需解決的一個(gè)難題。
   目前,我國(guó)在焦化廢水處理方面普遍采用的方法是:首先對(duì)高濃度的焦化廢水采用溶劑萃取脫酚和蒸氨,經(jīng)過(guò)預(yù)處理的出水與其他廢水混合后進(jìn)入廢水處理設(shè)施,經(jīng)調(diào)節(jié)、隔油沉淀、生物處理等過(guò)程后排放。這些工藝對(duì)酚類、氰化

2、物等易降解有機(jī)物有很好的處理效果,但是對(duì)于多環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物等難降解有機(jī)物的處理效果并不理想,出水COD和氨氮的濃度較高,無(wú)法滿足廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的控制要求,給環(huán)境和人體帶來(lái)危害。
   針對(duì)目前焦化廢水處理效果不理想的情況,本課題研究采用了超臨界水氧化法(SCWO)處理的新工藝。超臨界水氧化法在處理高濃度難降解廢水方面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),是近年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)綠色環(huán)保處理技術(shù)。本文以超臨界水的特性為出發(fā)點(diǎn),詳細(xì)闡述了SCWO技術(shù)的特點(diǎn),并

3、對(duì)國(guó)內(nèi)外在SCWO技術(shù)上的研究進(jìn)展進(jìn)行了較全面的綜述。以此為基礎(chǔ),利用自行設(shè)計(jì)的SCWO處理裝置,以焦化廢水中COD、氰化物及硫氰化物為主要研究對(duì)象,對(duì)其反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行了較深入的研究,得出以下實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
   1、焦化廢水的SCWO處理效果較好,在最佳試驗(yàn)條件下,三項(xiàng)指標(biāo)去除率均可高達(dá)95%以上,說(shuō)明SCWO技術(shù)是一種高效水處理技術(shù);
   2、單因素試驗(yàn)結(jié)合正交試驗(yàn)結(jié)果表明,單因素對(duì)于SCWO處理焦化廢水中COD去除率影

4、響的大小順序?yàn)?停留時(shí)間>過(guò)氧倍數(shù)>系統(tǒng)溫度>系統(tǒng)壓力,并得出SCWO技術(shù)處理焦化廢水的最佳工藝:N=2.5、t=56.34s、T=480℃、P=26MPa;
   3、以雙氧水為氧化劑時(shí),在系統(tǒng)溫度460℃,反應(yīng)壓力26MPa,停留時(shí)間34.16s的條件下,水中COD的去除率與過(guò)氧倍數(shù)的增加幾乎呈線性關(guān)系,所擬合方程為:y=Z1.724+l7.726,R2=0.8663,相關(guān)系數(shù)R較高超過(guò)0.9,但當(dāng)過(guò)氧倍數(shù)增加到2.5時(shí),它

5、的再增加對(duì)于三項(xiàng)指標(biāo)去除率的影響不大;
   4、對(duì)于SCWO處理焦化廢水的動(dòng)力學(xué)方面,本實(shí)驗(yàn)采用了冪指數(shù)方程法,在過(guò)氧2.5倍,反應(yīng)壓力26MPa條件下,根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù),得出了動(dòng)力學(xué)方程的參數(shù),如下表:最后計(jì)算得到動(dòng)力學(xué)反應(yīng)方程的活化能En=37.993KJ/mol,指前因子k0=21.97;
   5、分析闡述了SCWO技術(shù)的應(yīng)用前景,為實(shí)現(xiàn)綠色水處理的應(yīng)用提供了進(jìn)一步的理論依據(jù),最后總結(jié)了SCWO技術(shù)工程應(yīng)用中出

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