催化湿式氧化法处理糖蜜酒精废液的研究

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本文对糖蜜酒精废液治理技术的现状进行了评述,阐述了催化湿式氧化技术的原理和特点,在此基础上提出了催化湿式氧化法处理糖蜜酒精废液的新思路,进行了基于催化湿式氧化技术应用问题的基础性研究,主要的研究内容和得到的结论如下: 1.对糖蜜酒精废液的特征进行了分析并对废液的预处理方法进行了研究,结果表明:(1)废液是一种高浓度的酸性有机废水,其在110℃时开始有部分有机物发生聚合,在约167℃左右开始有部分分解而析出炭,有氧气存在时,240℃以上的温度下观察不到聚合物或炭的析出。(2)用石灰乳将废液的pH值调到8.0左右,然后以阴离子型聚丙烯酰胺(PHP-2)或PHP-2与聚合氯化铝(PAC)的复配物为絮凝剂进行絮凝沉降,均可取得良好的处理效果,较适宜的絮凝沉降操作参数为:PHP-2投加量为0. 9mg/L废水,搅拌时间为6 min,搅拌速度为200rpm,20 min基本能将悬浮物沉降完全;如用PHP-2与PAC进行复配, PAC投加量为30 mg/L废水的絮凝效果最好,5-7 min能将悬浮物基本沉降完全。2.立足于过渡元素和稀土元素,进行了湿式氧化催化剂的研制,研究表明:(1)铜铁复合氧化物催化剂和铁锰复合氧化物催化剂在湿式氧化糖蜜酒精废水中表现出较好的催化性能,但铜铁复合氧化物催化剂的金属离子溶出量较大;(2)对铁锰复合氧化物催化剂,以微波条件下制备的γ-Al2O3做载体可提高催化剂的活性和减少金属离子的溶出量,Fe-Mn/γ-Al2O3催化剂的适宜配比为Fe:Mn:γ-Al2O3= 3:1:1(摩尔比),适宜的焙烧温度为600℃,该催化剂可作为催化湿式氧化法处理糖蜜酒精废液的催化剂。 3.对影响催化湿式氧化处理糖蜜酒精废液过程的影响因素及其规律进行了研究,结果表明:在以Fe-Mn/γ-Al2O3(3:1:1)为催化剂的催化湿式氧化法处理糖蜜酒精废液的过程中,(1)增加反应温度、反应时间、初始氧压及催化剂的投加量,均能提高废液的CODCr去除率,但初始氧压和催化剂的投加量增加到一定值后,CODCr去除率的提高将不显著;(2)适宜的氧气供应量为理论需氧量的3.4~4.6 倍,催化剂的投加量以10g/L为佳;(3)在300℃下反应30min或在280℃下反应<WP=4>60min ,处理水可达到《污水综合排放标准GB9878-1996》的三级标准。4.对催化湿式氧化法处理糖蜜酒精废液的动力学进行了初步探索,研究表明:催化湿式氧化过程中,废水中有机物CODcr的反应级数是1.18,氧气供应量为理论需氧量的3.4倍以上时氧气的反应级数是0,280℃下反应的速率常数为1.178(L.mg-1)0.18.min-1。
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