双相纳米催化氧化工艺及设备

一、双相纳米催化氧化工艺及相关设备 1、工艺简介 双相纳米催化氧化工艺为淄博茂增公司研发团队与中国科学院精诚合作开发的独有技术，本技术应用于各类污水的深度处理。根据炼油、化工、制药、炼钢、焦化等不同类型企业污水的水质特点，具有对应牌号的催化剂，能够有效将污水中难降解COD、TOC、氨氮和色度处理至满足国家以及地方相关排放指标的要求，同时对污水中总氮也具有一定的处理效果。 2、工艺原理与流程简图 （1）工艺原理 双相纳米催化氧化工艺（简称纳米催化工艺）：通过纳米技术制备形成固相催化剂，反应过程中氧化剂和污水作为流动相均匀混合经催化剂反应，有机物被催化剂吸附至催化剂活性位，活性组分与有机物结合，生成金属-有机物过渡态，降低有机物键能，使C-C键更易断裂，同时在催化剂的作用下，氧化剂分解为氧化性能更强的OH·，催化剂上吸附形成的过渡态金属-有机物与OH·碰撞几率更易然后增加，反应深度增加。 处理指标 原理 COD 纳米催化工艺对于污水中难降解COD作用如下：一是针对部分难降解有机物，可有效破坏有机物分子结构，使长链或者多环状有机物化合键断裂，有机物被彻底分解为CO2，表现为污水COD和TOC均降低；二是针对分子结构异常稳定的有机物，可部分破坏有机物分子化合键，使氧键合进入有机分子，表现为污水COD降低。 TOC 纳米催化工艺能够有效破坏有机物分子结构，使长链或者多环状有机物化合键断裂，有机物被彻底分解为CO2，实现TOC降低。 氨氮 纳米催化工艺能够将水中的氨氮氧化为氮气，从而实现出水氨氮的降低。 总氮 当污水中的总氮组成主要为氨氮时，采用纳米催化工艺将水中的氨氮氧化为氮气，氮气从水中逸出，从而实现污水总氮的降低。 色度 污水色度主要分为无机物导致的色度和有机显色官能团导致的色度。针对有机显色官能团，采用纳米催化工艺处理过程中能够有效破坏官能团显色分子结构，使出水色度显著降低。 （2）流程简图 3、工艺特点： 特点 详情 稳定 处理效果稳定，对于不同水质污水的COD均可稳定降解。 高效 COD降解率高于常见的深度处理工艺相比。 精准 控制 纳米催化工艺对于COD的降解属于绝对降解，可通过工艺优化有效提高氧化剂的利用效率，进而精准控制COD的处理深度效果，在确保出水稳定达标的同时避免氧化剂加入量导致运行费用增加。 安全 环保 反应流程无毒无异味，无剩余污泥，无二次污染，能够有效降低企业的污水处理附加成本。 经济 运行成本低于常规深度处理工艺。 二、膜触脱氨工艺及设备 新材料、煤化工、精细化工、电子半导体、化肥、制药、电度、电力等诸多行业的生产过程中,都会产生氨氮废水。难以生化处理的那一部分氨氮, 一直困扰着业界。 茂增开发的膜触脱氨工艺,可以克服高盐分的干扰和负荷,只要满足以下条件,无论进水氨氮含量有多高,都可以保证出水氨氮达到2mg/L以下。 工艺需求： 1) SS≤5mg/L 2)表面张力 ≥50mN/m 3)水温: 35-45℃ 4) pH≥10.5 5)需要硫酸/磷酸作为吸收液 6)可以接受35% (wt)浓度的硫酸铵(或者对应的其它铵盐)作为副产物并且具有运行成本低、占地面积小、可移动可扩容可提标、无氨氮泄漏等优势。 1、茂增膜触脱氮设备优势： 1)膜丝被编织成阵列,所以即使在有外部压力的情况下,膜丝与膜丝之间也能保持固定的距离而不会被挤压在一起,这样表面疏水化处理就变得轻松和完全,从而保持长时间的疏水寿命(纯水中五年以上) 。膜丝编织的其它好处还有:将几万根膜丝连成一体,抗流体冲击的能力大大提高,可以杜绝断丝现象;大大提高管程和売程的气液传质效率! 2)高膜丝密度,使极限脱除成为可能。经过编织后,膜丝排布紧密,均匀,固定,膜丝外传质系数极大提高,可以做到极限脱除。未编织的膜丝松散,随水流接动，传质效果大打折扣。 3)中心管布水+导流挡板的结构设计,使売程液体的流向发生偏转,从垂直方向冲刷膜丝(而不是传统的液体流向与膜丝平行，具有更好的气液传质效率; 2、膜触脱氮工艺 （1）原理 膜接触器脱氨的原理与氨氮吹脱塔和酸吸收塔类似，吹脱塔是将氨从水中吹出来，再在吸收塔中用酸将吹出来的氨吸收固定下来，而过膜接触器脱氨是将以上两步过程在接触面积非常大的膜组件内一步完成,设备占地大大減少。另外，由于在膜组件内部实现了以酸吸收液作为脱氨的推动力,跟吹脱塔以空气吹扫作为脱氨的推动力相比, 氨氮脱除效率大大増加, 氨氮的极限脱除效果可以到1mg/L以下。 氨氮在水中存在以下平衡: NH4+十OH- NH3↑十H2O 废水中pH提高或者温度上升时,上述平衡将会向右移动，氨根离子NH4+变成游离的气态NH3。这时气态NH3可以透过中空纤维表面的微孔从売程中的废水相进入管程的酸吸收液相, 被酸液吸收立刻又变成高子态的NH4+。 保持废水的pH在10以上, 并且温度在35℃以上(45℃以下) ,这样废水相中的NH4+就会源源不断地变成NH3向吸收液相迁移。从而废水侧的氨氮浓度不断下降,直至达到用户满意的标准;而酸吸收液相由于只有酸和NH4+, 所以形成的是非常纯净的胺盐,并且在不断地循环后达到一定的浓度,可以被回收利用。该过程的实质是扩散与吸收的连续过程,解析与吸收在膜的两侧同时完成。副产品胺盐的质量浓度可达25%~35% , 成为清洁的工业原料, 而废水中的氨氮可以降至0.5mg/L以下, 适用于电子材料、有色金属、冶金、能源化工、精细化工、制药等行业各种浓度氨氮废水处理。 （2）优势: 1) 氨氮脱除效率高,并且可以根据用户对出水水质和成本控制的综合考虑,精确设计脱除率; 2) 氨吹脱和氨吸收合二为一,设备占地面积大大減少; 3) 能耗极低,运行成本大大降低; 4) 模块化设计,移动、扩容方便; 5) 脱氨膜系统提供了一个封闭的运行环境,可保证无氨气泄漏,实现清洁生产。 操作模式 （3）操作模式: 酸液吸收模式、抽真空模式、混合模式。除了在某些极端条件下, 酸液吸收模式都是废水脱除氨氮系统的首选模式。