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一种新的有机废水处理和资源化技术制造技术

技术编号:1433737 阅读:193 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种新的有机废水的处理和资源化的技术,特别是含苯酚、苯胺、 甲苯、四氢呋喃、环己醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇、乙醇、甲酸等生物 难降解有机质的有机废水的处理和资源化技术。以含苯酚、苯胺、甲苯、四氢呋 喃、环己醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇、乙醇、甲酸等有机质中的一种或 两种或两种以上的有机废水为原料,在雷尼镍催化剂作用下,在180~350℃的 温度和1~16MPa压力下,由废水中的有机质在催化剂作用下和水发生重整反 应,生成氢气、甲烷、二氧化碳和一氧化碳。本发明专利技术一方面有效地处理了有机废 水,另一方面有效地将废水中的有机质转化为氢气,实现了废水的资源化,具有 工艺过程简单,废水处理成本低,处理能力强,资源化效率高的特点,可以进行 连续或间歇式生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工业有机废水的处理方法和资源化技术,特别涉及含有苯酚、苯胺、甲苯、四氢呋喃、环己醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇、乙醇、甲酸中的一种或两种或两种以上有机质的有机废水的处理和资源化的技术。
技术介绍
水是生命之源,是人类和其它一切生物生存和发展的物质基础,也是社会经济发展重要而宝贵的资源。随着经济的发展和人口的增长,水资源的短缺已成为当代社会突出的环境问题。我国人均拥有水量2200立方米,不足世界平均水平的三分之一,是世界上缺水最严重的国家之一;而且工业用水约占20%,主要工业产品的平均用水量比发达国家高几十倍甚至上百倍,不仅加剧了用水的紧张,而且产生大量污水污染环境。根据国家环保总局发布的“2005年全国环境统计公报”显示,2005年,全国废水排放总量524.5亿吨,比上年增加8.7%。其中工业废水排放量243.1亿吨,比上年增加10.0%。工业污染源废水污染治理投资133.7亿元,比上年增加26.6%。“水体污染控制与治理”被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》16个重大专题之一。因此,开展污水处理研究具有重要的理论和实际意义。现有的有机废水处理技术粗略分为生物处理技术、化学处理技术以及物化处理技术三类生物处理是废水净化的主要技术之一,具有经济可行、无二次污染等特点。生物处理高浓度有机废水的主要方法有好氧、厌氧和酶生物处理技术以及发酵工程等。活性污泥法(Activated sludge)是传统的好氧生物处理技术,于1914年首先在英国应用。其工作原理是在有机废水中通过曝气供氧,促进微生物生长形成活性污泥,利用活性污泥的吸附、氧化分解、凝聚和沉降性能来净化废水中的有机污染物。处理过程中,有机降解是依赖活性污泥的吸附与氧化分解能力,而水-泥分离则是利用活性污泥的凝聚和沉降性能。生物膜法(Biofilm techniques)也是好氧生物处理技术的一种,其在处理废水的反应器中添加介质(填料)作为微生物附着的载体,在分解有机污染物过程中,微生物在介质的表面上生长繁殖,逐步形成粘液状的膜,然后,利用固着在介质表面的这种微生物膜来净化污水。在分解有机污染物的过程中,载体上微生物的生长会使膜逐步增厚,形成表层好氧、内层兼氧和厌氧的微生态环境,因此生物膜法具有一定的厌氧降解功能。生物膜增厚至一定程度会自动脱落,形成污泥,残留或新附着在介质表面的微生物将继续生长繁殖,形成新的生物膜。因此生物膜法具有无需污泥回流、膜的生物活性高、反应稳定等优点。厌氧消化工艺在其它领域(例如发酵工业、酿酒、制酱等)的应用具有悠久的历史,但直到1881年英国Louis Mouras开发了处理污水污泥的自动净化器,这项技术才在水环境保护中得到应用和发展。随后世界各国设计研制了多种早期的厌氧装置,如化粪池、双层沉淀池、专用消化池等,今天仍用于下水道污液处理和污水厂污泥消化中。20世纪70年代起,厌氧消化工艺由于兼备产能和低能耗的双重优点引起人们的重视,继而研制和开发出一大批类似好氧降解技术的厌氧反应器,如厌氧滤池(AF)、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFB)、厌氧附着膨胀床(AAFEB)、厌氧生物转盘(ABRD)和厌氧折流板反应器(ABR)等。新型厌氧反应器的共同特点是有机负荷大(20~60kgVSSm)与反应时间(HRT)相对短(由原来数天、数十天缩短至数十小时,甚至数小时)。近年来,厌氧技术的应用范围已扩展到高、中、低浓度的多种工、农、养殖业有机废水和生活污水的处理。厌氧生物技术仍然存在的主要缺陷是由于出水水质难以达到直接排放标准而引发的“后处理”问题。总的来说,微生物法处理有机废水是目前使用最广泛的一种。但是,生物法具有菌种培养周期长,稳定性和连续性差;细菌发酵过程中彼此之间的抑制,发酵末端产物对细菌的反馈抑制等;另外,有机废水中存在许多生物难降解的有机物,使得生物法难以彻底有效的处理有机废水。化学处理技术是应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化的方法,包括焚烧法、Fenton氧化法、臭氧氧化法、湿式催化氧化法、光催化氧化法、电化学氧化法等。Fenton试剂是指H2O2与Fe2+的结合,该体系中的H2O2在Fe2+的催化作用下分解产生氧化能力极强的·OH,从而引发有机物的氧化降解反应。随着人们对Fenton反应体系的深入研究,发现将紫外光、可见光、草酸盐、氧气等引入Fenton体系后的改进技术可显著增强Fenton试剂对有机物的氧化降解能力,并可减少H2O2的用量、降低处理成本。Fenton类的氧化技术具有设备简单、反应条件温和、操作方便、高效等优点,在处理有毒有害难生物降解有机废水中极具应用潜力。自1964年H.REisenhauer首次将Fenton试剂用于苯酚废水处理的研究之后,Fenton试剂在废水处理中的研究与应用日益受到国内外的关注。但由于过氧化氢价格昂贵,如果单独使用Fenton试剂处理废水,则成本太高,所以在实践应用中,将其作为难降解有机废水的预处理或深度处理方法,再与其他处理方法(如生物法、混凝法等)联用,则可以更好地降低废水处理成本、提高处理效率,可拓宽该技术的应用范围。臭氧是一种氧化能力仅次于氟的强氧化剂,臭氧分子中的原子具有强烈的亲电子或亲质子性,臭氧分解产生的新生态氧原子也具有很高的氧化活性,臭氧作为强氧化剂在水消毒中得到应用,在废水处理过程中也有很多应用实例。采用臭氧氧化法脱色能将含活性染料、阳离子染料、酸性染料、直接染料等水溶性染料废水几乎完全脱色,对不溶于水的分散染料也能获得良好的脱色效果,但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果差。臭氧氧化法的优点在于氧化能力强,去除污染物的效果显著,处理后废水中的剩余臭氧易分解,不产生二次污染。但是,单纯使用O3氧化法处理废水存在O3利用率低、氧化能力不足及O3含量低等问题。近年来发展了旨在提高臭氧氧化效率的相关组合技术,其中UV-O3、O3-H2O2、UV-O3-H2O2等组合方式被证明很有效,不仅可提高氧化速率和效率,而且能够氧化在O3单独作用时难以氧化降解的有机物。超声声化学氧化法是20世纪80年代后期发展起来的有机污染物高效处理技术,其原理是超声波辐照溶液产生高温(>5000K)的空化气泡及强氧化性物质(如·OH),使难降解有机物在此条件下完全氧化降解、无二次污染。超声波对含卤化合物的脱卤、氧化效果显著,氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等含氯有机物最终的降解产物为HCl、H2O、CO、CO2等。超声降解对硝基化合物的脱硝基亦很有效,InezHua等的研究表明硝基苯酚在超声波作用下的降解产物为NO2-、NO3-、对苯二酚、碳酸盐、草酸盐等。添加O3、H2O2、Fenton试剂等氧化剂将进一步增强超声降解效果,超声与其他氧化法的组合是目前的研究热点,如US-O3、US-H2O2、US-Fenton、US光化学法。与其它水处理技术相比,超声声化学氧化法仍存在处理量少、费用高的问题,目前仍属探索阶段,其工业化应用还有许多问题尚需解决。湿式氧化(Wet air oxidation,WAO),又称湿式燃烧,是处理高浓度有机废水的一种行之有效的方法,其基本原理是在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机废水的处理方法,其特征在于所述的方法是以有机废水为原料,在雷尼镍催化剂作用下,在180~350℃的温度和1~16MPa压力下,由废水中的有机质在催化剂作用下和水发生重整反应,生成氢气、甲烷、二氧化碳和一氧化碳;所述有机废水中含有的有机质为苯酚、苯胺、甲苯、四氢呋喃、环己醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、甲醇、乙醇、甲酸中的一种或两种或两种以上的混合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李小年项益智巫晓琼孔令鸟卢春山马磊张群峰丰枫袁俊锋
申请(专利权)人:李小年项益智巫晓琼孔令鸟卢春山马磊张群峰丰枫袁俊锋
类型:发明
国别省市:86

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