水热氧化法处理焦化废水的催化剂研究

贾雅楠,裴培

(1.河北联合大学 轻工学院,河北唐山 063000;2.首钢京唐钢铁联合有限责任公司,河北 唐山 063000)

0 引 言

水热氧化法是一种非常有效的化学氧化技术,特别适用于有毒有害的和高浓度的有机废水的处理,是有效的处理技术,但由于实验的温度、压力仍较高,热能及动力的消耗较大,其技术的经济性是需要考虑的。国内方振炜[1]等人进行了催化湿式氧化处理焦化高浓度废水的研究。陈瑞勇等[2]人对超临界水氧化处理焦化废水进行了初步研究。为进一步提高有机物的氧化去除率,并实现在更低的操作温度、压力下达到同样甚至更好的效果,以降低处理成本,因而对催化剂进行了进一步的研究。

1 实 验

1.1 实验材料

1.1.1 模拟废水

模拟废水:由苯酚(分析纯,产自北京化工厂)和去离子水配置而成。参考钢铁行业的焦化废水的含酚量通常在300 mg/L～4000m g/L,配制了以下浓度的溶液:苯酚溶液浓度依次为0.00532m ol/L(500 mg/L), 0.01064 mo l/L(1000 mg/L),0.01596 m ol/L(1500 mg/L),0.02128 mo l/L(2000 mg/L),0.0266 mo l/L (2500mg/L);其化学需氧量用COD0表示约为0.035mol/L(1120 mg/L),0.07 mol/L(2240 mg/L),0. 105 mol/L(3360mg/L),0.14mol/L(4480m g/L),0.175mol/L(5600mg/L)。

1.1.2 氧化剂

由市售双氧水(30%)配置而成,产自天津市东方化工厂。

1.1.3 焦化废水

实验中所用焦化废水取自某焦化厂,其废水中各项污染物含量见表1。焦化废水GC-MS分析结果,通过与NIST标准质谱图库对比检索,检出21种主要有机物,以酚类化合物为主要组分。另外有少量环烷烃和氮杂环化合物如喹啉、吲哚等。

表1 焦化废水中各项污染物含量

1.2 实验装置及实验步骤

本实验所用的装置为连续式超临界水氧化装置,如图3所示。试验条件为10～20 MPa,温度为433 K～573 K。实验中将模拟含酚废水与H2O2分别置于储液罐中,开动双柱塞泵,升温,调节流量以实现不同的停留时间,系统的压力由末端的背压阀控制。……