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MNMR催化臭氧高级氧化技术

文章来源:admin 更新时间:2020/05/18

   MNMR催化臭氧高档氧化技能阐明 一、技能布景: 我国对环境保护非常重视,为实在加大水污染防治力度,保证国家水安全,拟定《水污染防治行动方案》。跟着国家、当地及职业对污染物排放规范进一步进步,工业企业面对较大的环保压力,污水排放到达现有或更高的环保规范是必要条件,但二级出水的有机污染物已属难降解的有机物,惯例的物理、化学或生物处理均难有较好的去除作用。 为了进步工艺的处理作用,各种高档氧化工艺(AOPS高档氧化)应运而生,是未来水处理的优势发展方向之一,其代表了世界水处理的一个发展趋势。 作为一种强氧化剂,臭氧因具有快速脱色、有用损坏不饱和结构和显着进步废水可生化性、无污泥发生等特色而遭到喜爱,但它的推行仍受制于能耗高、矿化才能弱等问题。而臭氧高效催化剂的挑选起到很重要的作用,它能够进步臭氧的运用功率,强化臭氧的氧化才能。 同济大学马鲁铭教授开发了MNMR催化臭氧技能,本高效臭氧铁基催化高档氧化单元归于高档氧化工艺的一种,能够促进O3分化发生羟基自由基,然后强化臭氧的氧化才能。为企业供给了一种新的处理途径,一种经济、简易的设备且能高效处理难降解有机污染物的办法。本技能已请求创造专利,专利号ZL2016109722977,ZL2015107688036等。 创造人介绍: 同济大学 马鲁铭教授 博士生导师 ¨ 城市污染操控国家工程研讨中心任常务副主任 ¨ 2001年获国务院政府特殊津贴 ¨ 2010年上海市科技创造一等奖之榜首完成人 ¨ 先后担任承当国家级项目(863方案项目3项、国家自然科学基金2项、国家科技支撑方案1项)和省部级项目(上海市、教育部、江苏省)二十余项 ¨ 首要从事难降解有机物生物预处理研讨,在废水处理新式高档氧化工艺及催化剂、催化复原技能强化生物处理方面取得了重要作用 二、MNMR铁基催化剂催化机理 臭氧高档氧化是水处理技能中去除有机污染物的一种重要办法,能将许多有机物降解并改进其生物降解功能。在不需要调整废水pH值状况,以催化铁为催化剂,能够促进O3分化发生羟基自由基,然后强化臭氧的氧化才能。能够进步臭氧的运用功率、氧化速度和氧化才能,并进步了污染物的去除率。 臭氧具有强氧化性,臭氧分子中的氧原子具有激烈的亲电子或亲质子性,在碱性溶液中具有2.07V的氧化电位,其不只能够消毒灭菌,还能够氧化分化水中污染物,但对污染物具有挑选性且速度慢。 但臭氧在中性环境下,在催化铁的催化作用下,在水中构成具有强氧化作用的羟基自由基·OH,HO·(E0=2.8V)电位高,针对污染物反响才能强、速度快、可引发链反响,使许多有机物完全降解。 以催化铁为基底的MNMR-AOP催化剂,不只存在着各种过渡金属氧化物(化合物)所具有的杰出催化臭氧成份,一起起到催化臭氧的叠加作用,且存在着彼此鼓励的催化机制,到达协同增效的作用。 以铁基为催化剂,首先要挑选好合金钢材,不同材质对催化作用影响较大。本研讨在此挑选和点评上做了许多堆集作业。 1、钢铁中少数的掺杂元素,影响零价铁的腐蚀速率及腐蚀产品 金属的腐蚀,实质上是单质金属的氧化反响;钢材中含有不同的金属元素,即在溶液中发生微观原电池,然后加快铁的氧化。但铁的氧化产品并不都是臭氧催化剂成份,如:铁离子,简直没有催化作用;而γ-FeOOH,是公认的催化成份。因而,不只铁刨花外表改性环境条件,影响有用的催化成份;不同钢材的掺杂元素,亦对催化剂影响较大。 2、钢铁中少数的过渡金属元素,亦是优异的催化成份 现在理论界以为:过渡金属氧化物(化合物)是杰出的催化臭氧成份,许多元素比铁的氧化物催化作用更好;不同过渡金属氧化物催化臭氧的最佳条件亦不相同。故钢材中存在过渡金属元素时,经化学改性,不只存在着各种金属氧化物(化合物)催化臭氧的叠加作用,且或许存在着彼此鼓励的催化机制。本研讨中挑选的钢材,除Fe、C外,还有少数的Mo、Ni、Cu、Mn等,虽然量较少,但在催化臭氧中扮演了重要的人物。 三、处理规划和运用场景 适用于中低浓度(COD≤500mg/L)难降解废水的处理。可完成直接矿化合格或许预处理进步可生化性后进行二次生化。 该催化臭氧高档氧化技能能够运用于染整废水、化工、石油、造纸、纺织、香精香料、制药废水、市政污水等生化排水的深度处理,也可运用于该类废水的进步可生化性。 Ø 废水预处理:将废水中难生物降解的有机物断链断键及分化为小分子有机物,进步废水的可生化性,利于二次生化。到达下降COD、进步可生化性、脱色等; Ø 深度处理:用于生化出水的深度处理,强化降解剩下COD,完成矿化,达到废水提标排放或回用。完成下降COD、进步可生化性灭菌、消毒、脱色、除异味等。 四、技能道路和体系构成

 


首要设备(部分可选): 本催化臭氧高档氧化体系,首要由以下单元构成:臭氧发生器、液氧罐(或压缩空气/氧气)、在线臭氧分析仪(气相)、臭氧尾气损坏器、催化中心反响器、催化剂、水泵、气态臭氧质量浓度仪(BMT964)、气态臭氧质量流量计(E+H/AT70F)、水中臭氧浓度仪(W&T/OZ7)、臭氧微孔曝气设备,石英砂过滤器等。以上体系配置,可根据实际状况增减子单元。 五、本催化臭氧高档氧化体系优势 ² 处理作用好,COD去除率高达50%~80%。 ² 运转本钱低,臭氧投加量与去除COD总量的比值为1~2(视不同污染因子而定),大幅下降了臭氧投加量。以绍兴水处理发展有限公司印染废水深度处理为例,将其印染废水二沉池出水COD由150mg/L去除至60mg/L,其运转本钱约为1.5元/吨水。 ² 反响速度快,大幅下降了反响器的体积。反响进程有许多的羟基自由基发生,其与大多数有机物反响的速率常数在108M-1·S-1--1010M-1·S-1。 ² 尾气内部自行处理不会发生二次污染,污泥产值极低。金属离子溶出微量,不影响处理水质,易于操作办理,一起不需要引进其它能量,减少了工程造价。一起污泥产值极低。 ² 可进步废水的可生化性。有用损坏不饱和结构,显着进步废水可生化性。 ² 运用规划广,简直一切的污水都能够选用。 ² 100%有用成分,运用寿命长。 ² 对如苯胺、硝基苯、邻苯二甲酸类等含有苯环、胺基、偶氮等基团的有毒有机污染物,以及难以生物降解的物质处理作用显着。 六、MNMR催化臭氧高档氧化体系开发规划体系 6.1 体系操作参数  
电源电压 AC380V 50HZ
臭氧发生器装机容量 依去除COD总量确认
COD去除率 >50%
处理量 0.1-5000m3/h
pH 6-9
催化剂品种 刨花态铁基催化剂
结构方式 催化剂模块上下筛板开孔,孔径10-50mm,开孔率25-45%,上下两层结构设置
有用成分 在刨花态铁外表改性生成的羟基氧化铁为活性成分
反响时间 20-60min
O3浓度 50-150ppm
反响温度 常温
密度 350kg/m3
空地率 >90%
比外表积 >2000m2/m3
   
               

6.2 规划制作规范

《水处理用臭氧发生器》CJ/T322-2010 《化工设备设备安置规划规则》 HG/T 20546-2009 《室外排水规划规范》(GB50014-2006) 七、相关比较 7.1和其他高档氧化技能的比较
序号 比较项目 臭氧催化 芬顿Fenton 电化学氧化 光催化氧化 CWAO催化湿式氧化
1 氧化物质 异相催化O3发生OH· Fe2+均相催化H2O2发生OH· OH·,O2·,H2O2,ClO-,Cl2 UV/O3/H2O2,TiO2 超临界氧化150-300℃,0.5-8MPa
2 适用规划 中低浓度难降解COD≤500,脱色 中高浓度的难降解COD,一般COD在1000ppm以上 中高浓度COD,无结垢 低浓度废水,浊度低 高浓度,高盐,小流量难以生化废水
3 出资本钱
4 运转本钱 中,依去除COD而定 高,需继续投加药剂,以及发生许多铁泥危废,运转本钱昂扬 高,高温高压
5 操作保护 简略 需往复调整pH值,操控费事 难,电极保护高 难,光极清洗 难,压力容器
6 自动化程度 低。反响器易腐蚀,易反色
7 长处 特别合适低浓度废水,作用好,运转安稳。无需调理pH,无二次污染 中高浓度COD运转本钱低,起絮凝作用 氧化才能强,产泥量少 无二次污染 氧化才能强,功率高,氧化完全
8 缺陷 对臭氧发生器要求高 加药品种多,产泥量大,运转不安稳,操作杂乱 电耗大,处理才能有限 工艺组合杂乱,氧化作用一般 出资高、设备要求高
八、工程事例展现

(1)     深圳光亮污水处理厂-华星光电3.8万吨电子废水预处理

(2)     上海巴斯夫5000吨混合化工废水提标

(3)     靖江帝斯曼4000吨制药废水提标

(4)     福田集团盐城福汇纺织12000吨印染废水提标-去苯胺及脱色

(5)     绍兴污水处理厂高档氧化处理工程(中试规划100吨/天)

(6)     江西天新药业高档氧化处理工程(中试规划100吨/天)

(7)     宣伟涂料(南通)废水站高档氧化预处理工程

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