種高效的廢水濕式空氣氧化反應(yīng)器

1、.一種高效的廢水濕式空氣氧化反應(yīng)器早期的濕式空氣氧化反應(yīng)曾使用單筒式反應(yīng)器，使用表明，由于廢水濕式空氣氧化反應(yīng)是一個(gè)強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的溫度不斷升高，使反應(yīng)物料出口端達(dá)到很高的溫度，對(duì)設(shè)備材質(zhì)的要求很苛刻，設(shè)備造價(jià)昂貴1。其次，這種結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器不能直接利用反應(yīng)熱加熱被處理的廢水，廢水要求預(yù)先加熱至氧化反應(yīng)的起始溫度后才進(jìn)入氧化反應(yīng)器，故處理系統(tǒng)要增加廢水預(yù)熱器，增加了廢水處理流程的復(fù)雜性，同時(shí)也增加了設(shè)備的故障率，使廢水處理成本上升。為了克服單筒式反應(yīng)器的上述不足之處，發(fā)展了一種雙筒式反應(yīng)器，也沒(méi)有任何活動(dòng)部件，它不但使整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)的物料溫度均勻，而且還能有效地利用反應(yīng)熱直

2、接加熱進(jìn)人的廢水和利用高壓空氣的壓頭實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行循環(huán)、提高了反應(yīng)效率及處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。這種雙層筒式濕式空氣氧化反應(yīng)器的簡(jiǎn)圖如圖1所示。采用這種雙層筒式反應(yīng)器，被處理的廢水由進(jìn)口管8進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)外簡(jiǎn)之間的空間，向下流至底部，與底部從壓縮空氣進(jìn)口管15進(jìn)入的高壓空氣混合，由于高壓空氣的噴射作用使氣液混合物在內(nèi)簡(jiǎn)內(nèi)迅速上升至內(nèi)筒頂端與上封頭之間的自由空間，然后轉(zhuǎn)向外筒與內(nèi)簡(jiǎn)之間的空間再與進(jìn)入的廢水混合，下流至內(nèi)簡(jiǎn)下端（如圖1中箭頭所示），形成循環(huán)。在循環(huán)過(guò)程中反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱直接加熱被處理的廢水。循環(huán)的次數(shù)將視處理的要求而定。因而，這種反應(yīng)器具有混合完全、溫度均勻，反應(yīng)效率高，

3、熱回收效率高，設(shè)備體積小，造價(jià)低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，反應(yīng)器的設(shè)計(jì)頗為重要，反應(yīng)器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：內(nèi)外筒直徑的確定為了確保處理物料能夠形成循環(huán)，混合完全、溫度均勻，充分回收反應(yīng)熱。廢水的上升空間及其下降空間的截面積有一定要求，要適當(dāng)選擇。通常物料的上升空間與下降空間的截面積之比為3.5：1至1：3。如果物料的下降空間過(guò)于狹窄，則流體阻力增大，物料的循環(huán)量減少，熱交換效率下降，難以將進(jìn)入的廢水加熱到氧化反應(yīng)的起始溫度，將導(dǎo)致氧化反應(yīng)難以繼續(xù)進(jìn)行。相反，如果廢水的上升空間過(guò)于狹窄，則由反應(yīng)器底部高壓空氣噴射作用產(chǎn)生的微小空氣粒子會(huì)結(jié)合成大顆粒，減少了廢水氧化反應(yīng)所必須的氣液接觸

4、面積，也會(huì)妨礙氧化反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行和氧化效率的提高。內(nèi)筒上下端面的位置內(nèi)筒上下端面的位置也有一定的要求。通常，內(nèi)筒上端面位于外筒上封頭法蘭端面之下一定距離，而內(nèi)筒的下端面要與外筒下封頭法蘭端面對(duì)齊或法蘭端面以上一定距離，這樣才能保證內(nèi)筒頂端以上和內(nèi)簡(jiǎn)下端以下的自由空間，以保證物料的循環(huán)量。廢水進(jìn)口管的位置廢水進(jìn)口管的位置要位于內(nèi)筒頂端面以下一定距離。如果距離不夠，則廢水進(jìn)入反應(yīng)器后不是往下流進(jìn)行循環(huán)，而會(huì)向上流至反應(yīng)物的出口，使被處理廢水走短路，導(dǎo)致處理失敗。壓縮空氣進(jìn)口管出口位置壓縮空氣進(jìn)口管的出口位置要位于內(nèi)簡(jiǎn)下端面以上一定距離，以便利用其噴嘴的噴射力作為物料混合和循環(huán)的動(dòng)力，使物料在內(nèi)筒內(nèi)

5、迅速上升，保證物料的混合和循環(huán)的順利進(jìn)行。蒸汽進(jìn)口管出口位置蒸汽出口管出口位置要低于壓縮空氣進(jìn)口管出口位置，一般要低50mm左右。按照上述設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)的雙層筒式氧化反應(yīng)器，曾使用1400kPa的壓縮空氣對(duì)國(guó)內(nèi)某煉油廠的廢堿液進(jìn)行氧化處理，其處理效果如表1所示。 表1 某煉油廠廢堿液的處理結(jié)果 廢水工藝條件污染物進(jìn)水/（mg.L-1)出水/（mg.L-1)去除率/%煉廠廢堿液150，900kPaCODcr2700004000085.2停留時(shí)間2h揮發(fā)酚90000600093.3處理能力2t/h硫化物900001099.99由此可知，這種雙層筒式氧化反應(yīng)器是集氧化反應(yīng)、物料循環(huán)和物料換熱于一體的。

6、它完全適用于石油、化工、制藥等行業(yè)含有難降解的有機(jī)廢水的濕式空氣氧化處理，值得推廣使用。 一種新型超濾膜技術(shù)介紹膜技術(shù)是一門(mén)嶄新的跨學(xué)科實(shí)用技術(shù)。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，膜技術(shù)已成功地在飲用水凈化、工業(yè)用水處理、食品加工、醫(yī)藥制造以及化學(xué)工業(yè)得到廣泛地應(yīng)用，被公認(rèn)為是當(dāng)代最有前途的高新技術(shù)之一。膜的過(guò)濾是固液分離技術(shù)，它通過(guò)膜孔把水濾過(guò)，并將水中雜質(zhì)截留，而不發(fā)生化學(xué)變化。根據(jù)膜截留原水顆粒的大小，膜孔從粗到細(xì)分為微濾膜(MF)，超濾膜(UF)，納濾膜(NF)和反滲透膜(RO)。一德國(guó)公司生產(chǎn)的超濾膜（UF）是目前世界上最好的超精、超細(xì)過(guò)濾膜之一，本文著重介紹這種新型超濾膜技術(shù)。 1超濾膜 &

7、#160;  這種新型超濾膜以其特有專(zhuān)利技術(shù)“MultiboreTM”，生產(chǎn)出多孔毛細(xì)管過(guò)濾膜，它具有較高強(qiáng)度，較好的安全性能，能避免對(duì)毛細(xì)管的損壞或粘附。不同的過(guò)濾膜結(jié)構(gòu)允許不同的滲入和滲出情況，而“MultiboreTM”多孔過(guò)濾膜技術(shù)使得該膜在飲用水處理過(guò)程中獲得了最佳的處理方式，并且依賴(lài)該技術(shù),廢水處理也得以令人信服的實(shí)現(xiàn)和完成。    用這種新型超濾膜加工而成的膜組是一個(gè)中空的纖維過(guò)濾膜塊,它允許的平均分子量為150KD， 一個(gè)直徑為225毫米的膜組包含約1800個(gè)多孔毛細(xì)管膜, 每個(gè)多孔毛細(xì)管包含七個(gè)甚至更多的（目前最新的一種為九孔）內(nèi)徑為0

8、.8毫米的纖維。這種纖維的組成材料是含有添加劑（PESM）的聚乙烯和一種親水的防有機(jī)污垢的材料。膜組的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1. 膜組的結(jié)構(gòu)    水在膜組中的流動(dòng)模式是由內(nèi)向外滲出，也就是說(shuō),注入的原水流經(jīng)膜組時(shí)就會(huì)通過(guò)多孔毛細(xì)管壁呈向外輻射狀的滲出。膜組中的過(guò)濾膜被設(shè)計(jì)用來(lái)清除雜質(zhì)微粒的。水被加壓后滲出隔膜,而微粒被留在了隔膜的表面。由于隔膜孔的尺寸小,所有的懸浮固體顆粒包括微生物都被有效的阻隔了下來(lái)，這些微粒匯集增多形成了一個(gè)污垢層聚在膜表面,因此必須定期進(jìn)行反洗以便清除這些微粒物質(zhì)。    通過(guò)提供不同尺寸的膜組產(chǎn)品,可以適合不同

9、的具體需求，并且為了確保經(jīng)過(guò)過(guò)濾膜時(shí)水流分配均勻,一種特殊的柵格結(jié)構(gòu)分流裝置已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)并被很好地整合到每一個(gè)膜組中。    此外, 這種膜組技術(shù)所擁有的去除細(xì)菌病毒能力使得這種模塊成為處理地表水和地下水用于飲用水的最理想的選擇，而且它在去除膠狀物方面出有獨(dú)特之處，因而該系統(tǒng)對(duì)于反滲透系統(tǒng)的原水也能進(jìn)行很好的預(yù)處理。2膜組的去雜質(zhì)能力    對(duì)病毒和細(xì)菌去除能力的度量用單位“l(fā)og”表示(例如:5log的減少量)。 用以下的公式可以把log轉(zhuǎn)換為百分比。21MS2噬菌體的去除量    膜組對(duì)病毒和MS2噬

10、菌體的去除能力是很難測(cè)定清楚的。這是由于膜組超強(qiáng)的過(guò)濾能力使得被膜阻隔下來(lái)的高濃度的噬菌體需要長(zhǎng)時(shí)間的藥物清除。技術(shù)上所能達(dá)到的指標(biāo)是每升含有10萬(wàn)個(gè)噬菌體的濃度，但是膜組的去除噬菌體濃度卻高于這個(gè)指標(biāo)，所以我們已經(jīng)很難通過(guò)技術(shù)指標(biāo)來(lái)確定膜組除菌的能力了。經(jīng)測(cè)，MS2噬菌體通過(guò)膜組后，它的減少量大于99.999%(5log)。圖2. 膜組除菌能力    圖2給出了膜組的除菌能力指數(shù)：反洗一小段時(shí)間后含菌量指數(shù)和反洗前含菌量指數(shù)(反洗前有少量附著物,反洗后無(wú)附著物)，第三個(gè)指數(shù)是在兩次反洗之間記錄下來(lái)的。22隱孢子（Cryptosporidia）的減少量 

11、   在廣泛的試驗(yàn)中,隱孢子(尺寸為46微米)通過(guò)膜組過(guò)濾系統(tǒng)時(shí)，其減少量如下圖3所示。圖3隱孢子的減少量23濁度的降低    過(guò)濾后的水的質(zhì)量并不隨原水的質(zhì)量變化而變化。特別是當(dāng)原水濁度很高時(shí)，膜組也能保證持續(xù)高效的過(guò)濾質(zhì)量。而且，此過(guò)程可以輕易的全自動(dòng)操作，    在實(shí)際測(cè)試某市政污水排放處，膜組被證明具有如下圖所示降低混濁程度的能力。圖4濁度的降低24降低淤泥濃度(SDI)指數(shù)    SDI指數(shù)作為水的過(guò)濾能力指標(biāo),它的降低主要由注入過(guò)濾器的原水的粘度決定。除了某些特殊的物質(zhì)，膠

12、狀污物和溶解有機(jī)物也影響SDI指數(shù)。我們可以通過(guò)使用該新型超濾膜，能徹底清除膠狀污物和溶解有機(jī)物，然而對(duì)溶解有機(jī)物的清除，還要由其分子大小決定。此外，通過(guò)添加凝聚劑的方法，可以顯著提高過(guò)濾效果和SDI指數(shù)。有時(shí)根據(jù)原水質(zhì)量的不同，甚至可以不加凝聚劑，也可以得到范圍從1到4波動(dòng)的SDI指數(shù).25總有機(jī)物含量(TOC)的降低    TOC指特殊的膠狀物，而且包含部分溶解有機(jī)物。由于超濾膜(UF)根據(jù)分子重量的不同過(guò)濾各種不同雜質(zhì)，但整個(gè)過(guò)濾效果只體現(xiàn)在單個(gè)數(shù)據(jù)上。在UF系統(tǒng)之前，加入凝聚劑，可以幫助提高對(duì)低分子有機(jī)物的過(guò)濾效果。    通

13、過(guò)提高凝聚劑的凝聚程度和改善原水ph值的方法，優(yōu)化凝聚劑的投入量，以便最大程度去除溶解有機(jī)物。比起傳統(tǒng)的處理方法，不必顧忌沉淀物或者裝置的過(guò)濾能力，因?yàn)閁F的過(guò)濾性能和過(guò)濾裝置的大小及重量是沒(méi)有直接關(guān)系的。從下表中可以看到，TOC的過(guò)濾指標(biāo)可以達(dá)到60%。測(cè)量項(xiàng)目移除量TOC降低量(無(wú)凝聚劑)0-25%TOC降低量25%-60%3廣闊的應(yīng)用前景    我國(guó)的人均水資源占有量?jī)H為世界的人均的1/4，排名這世界第109位。如何緩解缺水矛盾，已成為我國(guó)社會(huì)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一重大戰(zhàn)略問(wèn)題。    在城市供水中生產(chǎn)用水占90，居民生活用水