一种难降解有机废弃物与赤泥的协同处置方法技术

本发明专利技术公开了一种难降解有机废弃物与赤泥的协同处置方法，所述方法将高溶氧水、赤泥浆液与有机废弃物预热至所需温度后混合，然后进入高温高压反应器进行超临界水氧化反应。反应器出口产物先经过冷却，再经过减压后进入气液分离器，气体从气液分离器顶部排出，剩余产物再经固液分离器处理，流出的废水经脱碱脱盐处理后用水箱收集，分离出的赤泥固体和处理后的清洁水可以二次利用。本发明专利技术用超临界氧化法将难降解有机废弃物与赤泥协同处置，赤泥脱碱的同时利于金属组分的浸出，金属组分中氧化铝、氧化铁可作催化剂促进有机废弃物的降解，同时有机物分解出的二氧化碳可被赤泥吸收，从而实现两种污染物的协同处置。而实现两种污染物的协同处置。而实现两种污染物的协同处置。

【技术实现步骤摘要】
一种难降解有机废弃物与赤泥的协同处置方法


[0001]本专利技术属于废液与固体废物处理处置
，特别是涉及一种用超临界水氧化协同处理废物的方法。

技术介绍

[0002]在工业发展过程中，石油开采、印染、医药、煤化工、造纸等领域均会产生各种废液，这些废液成分复杂，有机物及有毒有害物质种类较多、含量变化大，处理难度较大，且含较多的难降解有机物，容易对环境和人体造成危害。难降解有机物包括多环芳烃类化合物、有机氰化合物、杂环类化合物、多氯联苯等。目前，对于难降解有机废物的处理，传统的技术如吸附、絮凝已经不能满足处理要求，而随后发展的高级氧化技术，如电化学氧化、湿式氧化、光催化氧化技术等，都各有其不同的局限和缺点，如电化学氧化法需要考虑电极材料的研制、电极使用寿命；湿式氧化法对难降解有机物难以彻底降解；光催化法的氧化效率较低；微生物氧化的条件苛刻且氧化速率慢。这些技术的缺陷限制了它们在处理难降解有机物方向上的应用。
[0003]我国铝土矿资源比较丰富，氧化铝工业发达，而赤泥是氧化铝生产过程中的副产物。目前氧化铝厂对赤泥的处理主要是堆存，而堆积的赤泥不仅会占用土地，而且由于其强碱性的特性，其扬尘和渗滤液会污染大气、土壤及地下水，并危害人体健康。赤泥的结构碱难以脱除，因此如何实现赤泥的脱碱是一个必须解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种不仅能实现难降解有机物的降解，并且利用赤泥协同处置能催化反应强化效果，从而实现两种污染物的协同处理的方法。该方法对有机物的降解效果及对赤泥的脱碱效果好，实现了“以废治废”，并且还可以对脱碱赤泥进行资源化利用。由于超临界水具有极强的反应活性和溶解性，且有足够的能量破坏赤泥的碱性物质，进而加速碱性组分的浸出，用超临界水处理赤泥脱碱相比于传统脱碱方法，其脱碱效率高、反应时间短，且脱碱赤泥可二次利用。本专利技术难降解有机物在超临界水氧化过程中分解的CO2可被赤泥吸收，同时赤泥在超临界水处理过程中浸出的金属组分如Al2O3、Fe2O3等可充当催化剂促进有机物的降解，从而实现两种污染物的协同处置。另外，有机物降解释放的热量可在一定程度上降低超临界水处理所需的能耗，金属组分的催化作用使反应加速也有利于减少超临界水氧化反应带来的腐蚀和盐沉积等问题。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的，包括以下步骤：（1）先将赤泥粉碎成较小颗粒，然后研磨，粒度为100目，按照一定液固比加水搅拌，形成赤泥浆液；（2）利用纯氧气瓶压力将氧气溶于水制得高溶氧水；（3）将赤泥浆液、高溶氧水、难降解有机废弃物分别用高压计量泵输入到预热器进行预热，达到目标温度后在混合器中混合；
（4）将混合物料输送至高温高压反应器进行超临界水氧化反应，赤泥的结构碱被破坏，有机废弃物被降解为CO2、H2O、N2及盐类；（5）将反应后的产物做冷却和降压处理后进行气液分离，CO2和N2经分离后从气液分离器的顶部排出，剩余产物从气液分离器底部进入固液分离器，分离出固体残渣即脱碱赤泥以及废液；（6）废液经中和处理后送入盐分离器进行脱盐，处理后的清洁水经水箱收集，对其进行检测，合格后进行再利用。
[0006]进一步的，步骤（1）中加的水与赤泥的液固比为10~20mL水/g赤泥。
[0007]进一步的，步骤（2）中高溶氧水的过氧量为500%~1000%。
[0008]进一步的，混合物料中难降解有机废弃物浓度为100mg/L~1500mg/L。
[0009]进一步的，步骤（3）中预热温度为300℃。
[0010]进一步的，步骤（4）中超临界水氧化反应温度为420℃~600℃，反应压力为24MPa~36MPa，停留时间为5min~8min。
[0011]进一步的，高温高压反应器的进样流量由旁路阀控制，反应温度由加热电压来控制，反应压力由压力控制器控制，压力表显示压力。
[0012]进一步的，所述高温高压反应器设置有冷却装置，用于对反应后的反应器进行冷却并排除反应余热，整个系统压力由背压阀控制。
[0013]进一步的，步骤（2）中高溶氧水作为氧化剂，可用双氧水代替。
[0014]进一步的，高温高压反应器可为间歇式或连续式反应器。
[0015]进一步的，脱碱赤泥及处理后的清洁水可二次利用，脱碱赤泥可作为水泥、路基等材料。
[0016]进一步的，步骤（4）中所述超临界水氧化反应起始需要由高温高压反应器外部功能启动，但当有机废弃物开始降解后，本申请的超临界水氧化反应形成自热而不需要额外供给能量，即可同时实现有机废弃物降解和赤泥脱碱。
[0017]所述混合过程中，过氧量越高越有利于后续有机物的降解。
[0018]所述反应过程中，温度和压力越高越有利于氧化反应，但影响有限，考虑到能耗问题，不需要过于追求更高的温度和压力。
[0019]所述反应过程中，有机物的降解率可达96%以上，最高可达99.6%；赤泥的脱碱率可达94.7%以上，最高可达97.9%。
[0020]本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术利用超临界水氧化法处理难降解有机物的过程中加入赤泥能催化有机物的降解，同时赤泥也能实现脱碱，从而实现两种污染物的协同处理。
[0021]（2）本专利技术通过超临界水氧化有机物的过程中会释放热量，降低了反应所需能耗，并且赤泥对反映的加速有利于减少超临界氧化反应存在的腐蚀和盐沉积问题，降本增效。
[0022]（3）本专利技术对含碱含盐废液进行中和以及脱盐处理，可二次利用；同时，经超临界水处理后的脱碱赤泥也可用作路基、水泥等材料，对环境友好有着重要的意义。
附图说明
[0023]图1是本专利技术工艺流程图。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或替换，均属于本专利技术的保护范围。
[0025]实施例1将赤泥用粉碎机粉碎，然后研磨，粒度为100目，按照10mL水/g赤泥的液固比加水搅拌，形成赤泥浆液；利用纯氧气瓶压力将氧气溶于水制得过氧量为800%的高溶氧水；预处理难降解的有机废液。然后将赤泥浆液、高溶氧水、难降解有机废弃物分别用高压计量泵泵入到预热器进行预热并控制预热速率，达到300℃后送入混合器中混合。其中有机物浓度为200mg/L。将混合物料以50mL/min的流量输送至高温高压反应器进行超临界水氧化反应，反应温度为500℃，反应压力为28MPa，反应8min后冷却、减压并进行气液和气固分离操作。用气相色谱法分析气液分离器收集的液体，得到有机物的降解率为98.8%，残余微量的中间产物；用火焰原子吸收光谱法分析固液分离器沉淀的固体物质，测得赤泥的脱碱率为95.6%。
[0026]实施例2将赤泥用粉碎机粉碎，然后研磨，粒度为100目，按照10mL水/g赤泥的液固比加水搅拌，形成赤泥浆液；利用纯氧气瓶压力将氧气溶于水制得过氧量为1000%的高溶氧水；预处理难降解的有机废液。然后将赤泥浆液、高溶氧水、难降解有机废弃物分别用高压计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种难降解有机废弃物与赤泥的协同处置方法，特征在于包括以下步骤：（1）先将赤泥粉碎成较小颗粒，然后研磨，再加水搅拌，形成赤泥浆液；（2）将氧气溶于水制得高溶氧水；（3）将赤泥浆液、高溶氧水、难降解有机废弃物输入到预热器进行预热，预热后在混合器中混合均匀得到混合物料；（4）将混合物料输送至高温高压反应器进行超临界水氧化反应，赤泥的结构碱被破坏，有机废弃物被降解为CO2、H2O、N2及盐类；（5）将反应后的产物做冷却和降压处理后进行气液分离，CO2和N2经分离后从气液分离器的顶部排出，剩余产物从气液分离器底部进入固液分离器，分离出固体残渣即脱碱赤泥以及废液；废液经中和处理后送入盐分离器进行脱盐，处理后的清洁水经水箱收集，对其进行检测，合格后进行再利用。2.根据权利要求1所述的难降解有机废弃物与赤泥的协同处置方法，其特征在于步骤（1）所述研磨粒度为不高于100目，所述的液固比为10~20mL水/g赤泥。3.根据权利要求1所述的难降解有机废弃物与赤泥的协同处置方法，其特征在于步骤（2）中所述高溶氧水的过氧量为500%~1000%。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵群，杨枢璞，李杰，田森林，黄建洪，于欣雨，李英杰，宁平，胡学伟，李晨，孙督翁，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：