一种基于改良型湿式氧化反应的废水处理方法

本发明属于废水处理，具体涉及一种基于改良型湿式氧化反应的废水处理方法。

背景技术：

1、高浓度的有机废水主要来自农药、医药、焦化、染料、印染、石化、皮革等行业，通常含有烃类、油类、有机硫、无机硫等物质，这类废水具有组分复杂、结构稳定、难以用生化或物化的方法降解的特点。

2、目前公认的一种处理高浓度有机废水的有效技术主要为湿式氧化反应技术，该技术是在高温、高压条件下，用空气、臭氧、纯氧或过氧化氢等作为氧化剂，氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物，生成co2和小分子物质，达到净化废水的目的。与其他传统处理方法相比，湿式氧化技术具有适用范围广，处理效率高、氧化速率快、可回收能量及有用物料、二次污染少等特点，因而受到了世界各国科研人员的广泛重视，是一项很有发展前途的水处理方法。

3、目前湿式氧化技术已比较成熟，但仍存在一些缺点：

4、1、湿式氧化处理高浓度难降解的有机废水时反应温度通常为200℃，压力为5-6mpa，可处理的废水范围窄；

5、2、进水中有机物浓度范围有限，进水cod一般控制在60000mg/l以内，可处理废水处理种类有限；

6、3、处理有机废水时cod降解率低，难生物降解大分子物质转化为易生物降解小分子物质的转化率低；

7、4、湿式氧化反应需在较高温度和压力条件下进行，能耗和运行成本高；

8、5、废水处理过程中，废水中的有机物极易在换热器和加热器中结垢堵塞，换热和加热效率低，工艺无法连续稳定运行。

9、因此湿式氧化技术在高浓度有机废水处理领域的应用受到限制，为了克服上述现有技术存在的问题，需要一种适用范围广、cod去除率高、能耗和运行成本低且工艺运行稳定的高盐高有机物高毒性废水处理技术。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于改良型湿式氧化反应的废水处理方法。针对高浓度、难降解的废水，本发明的改良型湿式氧化反应技术适用范围广、cod去除率高、能耗和运行成本低且工艺运行稳定，可使废水中的有机污染物进行有效降解，提高废水的可生化性，最终实现废水达标排放的目的。

2、技术方案：为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种基于改良型湿式氧化反应的废水处理方法，包括以下步骤：

4、步骤1，将废水经调质改性处理后，采用多级换热器进行预热升温；

5、步骤2，将预热后废水与氧化剂共同通入装有固体催化剂的湿式氧化塔中，逐步升温至所需反应温度进行湿式氧化反应；

6、步骤3，将湿式氧化塔流出的气液混合物进行气液分离，分离出的气相和液相均进入步骤1所述多级换热器中，与步骤1废水进行热交换后，对废水进行预热升温，气相和液相再次形成气液混合物；

7、步骤4，进行热交换后的气液混合物再次进行气液分离，分离出的气相进入步骤1废水中对废水进行调质改性，分离出的液相进一步深度处理或外排。

8、作为具体实施方案，步骤1中，所述废水为进水cod浓度小于100000mg/l的农药、医药、焦化、染料、印染、石化或皮革等多领域废水。

9、作为具体实施方案，步骤1中，所述多级换热器为串联设置的若干个换热器；所述预热升温后废水温度达到180-200℃，使得最终加热时的温升幅度降低，降低运行能耗。

10、作为具体实施方案，步骤2中，所述氧化剂选自空气；所述湿式氧化反应的温度为200-260℃，反应压力为2-8mpa，反应温度和压力可根据原水浓度、反应过程实时调控，反应停留时间40-60min。

11、作为具体实施方案，步骤2中，所述固体催化剂为金属氧化物负载型催化剂，金属氧化物被载体包覆，可针对污水中各种结构不同的有机物进行筛选；优选的，负载在载体上的金属组合包括cuo-mno-ceo、feo-cuo-mno或cuo-zno-ceo，载体为tio2载体，该固体催化剂具有良好的抗流失性能，且反应停留时间短，废水cod去除率达90%以上，氧化后废水的可生化性b/c提高至0.4以上。

12、作为具体实施方案，步骤2中，所述逐步升温，是将湿式氧化塔分为低温反应区和高温反应区，其中低温反应区温度为200-240℃，高温区温度为220-260℃，废水进入湿式氧化反应塔内依次经过低温区和高温区，逐步升温至反应最终温度，温升幅度降低，保障系统安全。

13、作为具体实施方案，步骤3中，所述气液分离采用高压气液分离器。

14、作为具体实施方案，步骤4中，所述气液分离采用低压气液分离器。

15、作为具体实施方案，步骤4中，经湿式氧化后的废水中主要成分为小分子酸，易于生化处理；所述深度处理包括采用a/o、sbr或mbr生化处理技术进一步去除废水中的有机污染物。

16、本发明方法中，湿式氧化反应过程中废水中有机物被氧化，反应释放出大量热量使混合液体的温度维持恒定，采用多级换热器对热量进行回收，湿式氧化塔排出的高温物料经过分离后，气相和液相均依次流过多级换热器，对进液进行预热升温，形成反应循环，多级预热使得最终加热时的温升幅度降低，降低能耗和成本，进入多级换热器的气相和液相再次形成气液混合物。最后气液混合物经低压气液分离器再次分离出的气相通入原废水储罐，实现对反应后气体中压力和剩余氧气的回收利用，降低能耗和成本，同时反应生成的气相富含co2，co2体积百分比占比约20%-80%，可与原废水中的盐类发生化学反应，生成碳酸氢盐，具有降低系统结垢的功能，实现了对原废水的调质改性，保障工艺稳定运行。

17、有益效果：与现有技术相比，本发明方法可适用于多领域废水，适用范围广。应用多金属氧化物负载型催化剂，可使废水中的有机污染物进行有效降解，废水的可生化性及处理效率高。另外通过对湿式氧化塔进液进行多级预热和逐步升温，并对氧化反应释放出的大量热量和反应后气体中压力、剩余氧气的回收利用，降低了能耗和运行成本，保障了系统安全运行，同时反应生成的富含co2气相与原废水中的盐类发生化学反应，生成碳酸氢盐，具有降低系统结垢的功能，实现了对原废水的调质改性，工艺运行稳定。

技术特征：

1.一种基于改良型湿式氧化反应的废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于改良型湿式氧化反应的废水处理方法，其特征在于，步骤1中，所述废水为进水cod浓度小于100000mg/l的农药、医药、焦化、染料、印染、石化或皮革领域废水。

3.根据权利要求1所述的基于改良型湿式氧化反应的废水处理方法，其特征在于，步骤1中，所述多级换热器为串联设置的若干个换热器；所述预热升温后废水温度达到180-200℃。

4.根据权利要求1所述的基于改良型湿式氧化反应的废水处理方法，其特征在于，步骤2中，所述氧化剂选自空气；所述湿式氧化反应的温度为200-260℃，反应压力为2-8mpa，反应停留时间40-60min。

5.根据权利要求1所述的基于改良型湿式氧化反应的废水处理方法，其特征在于，步骤2中，所述固体催化剂为金属氧化物负载型催化剂，金属氧化物被载体包覆；优选的，负载在载体上的金属组合包括cuo-mno-ceo、feo-cuo-mno或cuo-zno-ceo，载体为tio2载体。

6.根据权利要求1所述的基于改良型湿式氧化反应的废水处理方法，其特征在于，步骤2中，所述逐步升温，是将湿式氧化塔分为低温反应区和高温反应区，其中低温反应区温度为200-240℃，高温区温度为220-260℃，废水进入湿式氧化反应塔内依次经过低温区和高温区，逐步升温至反应最终温度。

7.根据权利要求1所述的基于改良型湿式氧化反应的废水处理方法，其特征在于，步骤3中，所述气液分离采用高压气液分离器。

8.根据权利要求1所述的基于改良型湿式氧化反应的废水处理方法，其特征在于，步骤4中，所述气液分离采用低压气液分离器。

9.根据权利要求1所述的基于改良型湿式氧化反应的废水处理方法，其特征在于，步骤4中，所述深度处理包括采用a/o、sbr或mbr生化处理技术进一步去除废水中的有机污染物。

技术总结本发明公开了一种基于改良型湿式氧化反应的废水处理方法，包括以下步骤：步骤1，将废水经调质改性处理后，采用多级换热器进行预热升温；步骤2，将预热后废水与氧化剂共同通入装有固体催化剂的湿式氧化塔中，逐步升温至所需反应温度进行湿式氧化反应；步骤3，将湿式氧化塔流出的气液混合物进行气液分离，分离出的气相和液相均进入步骤1所述多级换热器中，与步骤1废水进行热交换后，对废水进行预热升温；步骤4，冷却后的气相和液相再次进行分离，分离出的气相进入步骤1废水中对废水进行调质改性，分离出的液相进一步深度处理或外排。该方法能够有效降解废水中的有机污染物，能耗和运行成本低，工艺运行稳定。技术研发人员：朱明新,汪玉妹,朱玉福,马研,叶帆,潘顺龙,孙轶民,陈斌受保护的技术使用者：南京工业大学技术研发日：技术公布日：2025/1/6