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催化濕式氧化氨氮工業廢水處理方法

文章出處:未知發表時間:2021-12-15 13:41:54


 

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  催化濕式氧化技術(CWAO)是一種新型的高級氧化技術,在高溫、高壓等特定環境下,應用催化劑的催化性能將水中大分子有機物、難降解無機物轉化為無害的N2H2O以及其他簡單小分子物質,其反響機制尚無明白定論,Fu等以為氨氮的催化氧化途徑為式(16)—(22),其中?表示空態的催化活性位點。

 

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  與傳統的處置工藝相比,CWAO法處置氨氮廢水的費用為物化法、生化法等常規水處置辦法的60%左右,在處置過程中能將大局部氨氮轉化為N2H2O等無害物質,具有一定的環境效益,且處置過程中無需添加其他氧化劑,不產生二次污染問題。由于催化劑自身能降低反響的活化能,在反響過程中降低了所需求的溫度和壓力的需求并進步處置效果,因而尋求適宜的催化劑是CWAO法的關鍵要點。

 

  依據催化劑的不同,能夠將催化濕式氧化技術分為均相濕式氧化和非均相濕式氧化。均相濕式氧化劑多為可溶解性鹽類,如FeSO4CuSO4等。均相濕式氧化氨氮廢水的案例很少,但在其他有機工業廢水處理面具有很好的應用,如唐文偉等將均相濕式催化氧化技術運用四處理乳化液廢水中,得出在200℃高溫下,反響2h后化學耗氧量(COD)的去除率到達86.6%

 

  多年來,均相濕式催化氧化技術由于存在催化劑流失、二次污染嚴重等問題,開展非常遲緩,而非均相濕式催化氧化技術成為研討CWAO法的熱點。非均相催化劑具有穩定性好、易別離、催化活性高等優勢,常有的活性組分有CoBiRuCuPdNi等貴金屬,常用一種或多種金屬及其氧化物制備而成。只要將這些催化劑活性組分負載到適宜的載體上,才干最大限度地進步其催化性能,常見的載體有Al2O3TiO2CeO2C等,這類載體都具有較高的比外表積。Fu等采用化學復原法制備RuCCuCRu/CuC催化劑并實行氨氮的催化濕式氧化,發現將RuCu分離能夠調理催化劑的氧親和力,在150℃Ru/CuC雙金屬催化劑具有更高的活性、選擇性和穩定性。在此根底之上,Fu等應用Ru/CuC復合型催化劑,在不同的初始pH、溫度、O2壓力條件下對氨氮的催化濕式氧化機制實行了普遍的研討。研討發現,反響溫度是決議氨氮CWAO反響機制的關鍵要素,催化劑外表上的活性氧物質的性質能夠經過改動反響溫度來調理,溫度越高,氨氮氧化速率越快,但N2選擇性降低。Barbier等也做了類似實驗,應用CWAO法研討氨氮在單金屬和雙金屬催化劑(PtRuPd)上的催化氧化反響,發現PtPd之間存在協同效應,進步了催化劑對N2的選擇性。

 

  有學者發現,溶液中pH的變化會對催化濕式氧化氨氮產生重要的影響。Lee等應用Ru/TiO2催化劑實行氨氮的催化濕式氧化反響,重點討論不同條件下對N2生成率的影響,研討發如今反響器中充溢He的狀況下,溶液中初始pH6.2時氨氮轉化為N2的轉化率到達95%,初始pH過高或者過低都會明顯降低N2的轉化率。Hung等應用共沉淀法制備了Cu/La/Ce復合催化劑,調查了pH對氨溶液催化濕式氧化的影響,發現較高的pH有利于水溶液中構成較高的NH3NH+4摩爾比,使得NH3更容易從液相中脫離,當溶液pH12左右時,N2選擇性較好且氨氮去除率較高。

 

  催化濕式氧化技術非常適用于降解高濃度、高毒性的氨氮廢水,但高溫、高壓的反響條件使得對反響設備的請求較高,需求經過制備新型的催化劑來降低反響所需的溫度和壓力,并進一步進步該技術的催化氧化才能。因而,探究新型催化劑、優化反響系統是催化濕式氧化技術得以推行的關鍵。


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