处理我国高浓度工业废水的工艺技术研究_孙珮石

2003年6月第5卷第6期中国工程科学EngineeringScienceJun.2003Vol.5No.6研究报告[收稿日期]2002-11-18;修回日期2003-01-22[基金项目]国家高技术产业化推进项目(99-257);云南省计委“九五”重点科技攻关项目(97-023);昆明市科委重点科技项目(98-016)[作者简介]孙石(1957-),男,吉林吉林市人,工学博士,昆明理工大学教授处理我国高浓度工业废水的工艺技术研究孙石1,钱彪2,洪品杰3,原田吉明4,杨英2,郝玉昆2(1.昆明理工大学,昆明650093;2.昆明环境工程技术研究中心,昆明650032;3.云南大学,昆明650091;4.日本大阪煤气公司,大阪554)[摘要]利用引进的CWO处理技术及其200L/d小型工业试验装置,对我国焦化、造纸、生物制药等十多种行业的高浓度工业有机废水进行处理试验研究,结果表明CWO技术及装置对处理我国高浓度工业有机废水具有良好的适用性。在昆明自主设计、制造、集成建设和运行了一套20m3/d工业应用装置,完成了对该技术的国产化研究与示范工程。该工业化应用装置对造纸黑液、焦化废水等两种高浓度生化难降解工业有机废水具有良好的净化处理性能,废水中的CODCr,NH3-N等的去除率均达99%以上,可以使废水经处理后连续稳定地达标排放,并具有较好的经济性。[关键词]湿式催化氧化技术(CWO);高浓度工业废水;工艺流程[中图分类号]X505[文献标识码]A[文章编号]1009-1742(2003)06-0068-061前言随着我国经济的高速发展,含有高浓度生化难降解有机污染物以及氨氮化合物、悬浮物的各种工业废水正在日益增多。由这类高浓度工业有机废水引发的一系列水体污染、生态环境恶化、威胁人体健康以及阻碍相关工业发展等问题,越来越受到社会各界和各级政府环保部门的广泛关注。由于采用常规的生物或物理化学净化方法处理已难以或无法满足净化处理的技术和经济要求,使得这类高浓度工业废水的净化处理变成了现阶段国内外环境保护技术领域中亟待解决的一个难题[1～4]。对于高浓度工业废水的净化处理,目前国内外研究较多的主要有湿空气氧化法技术(WAO)、湿式催化氧化法技术(CWO)、超临界水氧化技术(SCWO)等。WAO和SCWO技术的处理过程实质就是在高温高压条件下(一般250～400℃,18～25MPa)将废水中的污染物氧化分解为H2O,CO2,NO-3等无机小分子物质,而CWO技术则是采用专用催化剂来降低上述处理条件(一般170～300℃,1.0～10MPa),其结果是在保证处理效果的前提下,降低了处理设备在耐腐蚀、耐温、耐压方面的性能要求,从而大幅度降低了设备制造投资和运行成本。由于CWO技术具有突出的优势,因此其研究和应用的发展也较快,目前在日本、德国、美国等发达国家已有工业装置在运行[4～7]。本研究自1997年起,引进了日本大阪煤气公司先进的CWO高浓度生化难降解工业有机废水处理技术及200L/dCWO小型工业试验装置,通过消化、吸收在昆明完成了对该技术的国产化研究,并自主设计、制造、集成建设和运行了一套20m3/dCWO技术工业应用装置,取得了预期成果,居国内领先水平。于1999年被列为国家高技术产业化推进项目。本研究的目标是引进国外先进的高浓度有机废水处理CWO技术,通过消化吸收与共同开发,实现新的知识产权,并最终在中国实现产业化应用,为解决我国高浓度生化难降解有机废水处理的难题提供一项高水准的实用工业新技术。2CWO高浓度工业废水处理技术概要专门用于高浓度工业废水处理的湿式催化氧化处理技术(catalyticwetoxidationprocess,简称为CWO)是一种废水的深度处理技术[5～7]。该处理工艺在一定温度(170～300℃)和压力(1.0～10MPa)条件下,在填充专用固体催化剂的反应器中,利用氧气(空气),不经稀释一次性对高浓度工业有机废水中的COD,TOC、氨、氰等污染物进行催化氧化分解的深度处理(接触时间0.1～2.0h),使之转变为CO2,N2和水等无害成份,并同时脱臭、脱色及杀菌消毒,从而达到净化处理废水的目的。该工艺不产生污泥,只有少量装置内部的清洗废液须要单独处置。当达到一定处理规模时,还可以热能形式回收大量能量。CWO技术典型工艺流程如图1所示。图1CWO技术工艺流程示意图Fig.1SchematicflowchartofCWOprocessCWO技术是目前处理高浓度生化难降解工业有机废水的最佳方法之一,日本及其他发达国家,把CWO技术视为第二代工业废水处理高新技术,专用于解决第一代常规技术(如生物处理、物理化学处理等)难以解决或无法解决的高浓度生化难降解工业废水的净化处理问题。CWO技术将成为21世纪工业废水处理