催化还原处理废水技术与成套设备——难、杂、毒废水的预处理措施7

1、催化还原处理 难、杂、毒”工业有机废水技术 关键词：催化还原、有机氯废水、有机氟废水、蒽醌类化合物、复 杂的卤代杂环化合物、塔式反应器、铁系催化剂、制药农药精细化 工染料废水一发布信息时用 一、研发背景 生化法在处理工业有机废水时，经常遭遇难降解或生物毒害性 污染物，导致效率低下，甚至无效。例如，卤代烷烃、卤代烯烃、 卤代芳香烃、咪唑化合物、蒽醌化合物、杂环卤代烃。此类污染物 混入生化系统有可能导致生化系统的性能被抑制或破坏，因此有些 国家规定此类污染物不得排入生物处理废水系统中。 以卤代烃为例，C-CI、C- F键属于最稳定的一类化合键。无论是好氧生化法还是化学氧化法， 本质上就是要用0取代

2、C键上的卤素。但是这些污染物具有很大的氧 化解离能，例如，氯代芳香烃解离能390-410 kJ/mol，氯苯酚解离能391-420 kJ/mol,属于难以氧化降解的。由于难降解、毒害性大，各国对这些 污染物制定了严格的水体质量标准和污水排放标准。下表是我国 污水综合排放标准VGB8978- 1996)严格限定的部分氯代烃的排放标准值。 名称 标准值mg/l) 名称 标准值mg/l) 一级 二级 三级 一级 二级 三级 氯仿 0.3 0.6 1.0 对二氯苯 0.4 0.6 1.0 四氯化碳 0.03 0.06 0.5 二氯酚 0.6 0.8 1.0 四氯乙烯 0.1 0.2 0.5 对硝基氯苯

3、 0.5 1.0 5.0 下表是我国地表水体质量标准VGB3838- 2002)规定的部分氯代有机物的标准限值，比一般污染物要严格得 多！ 污染物名称 标准值mg/L) 污染物名称 标准值mg/L) 三氯甲烷 0.06 四氯乙烯 0.04 四氯化碳 0.002 1,4-二氯苯 0.3 二氯甲烷 0.02 六氯苯 0.05 1,2-二氯乙烷 0.03 硝基氯苯 0.05 氯乙烯 0.005 五氯酚 0.009 几乎所有废水处理技术都尝试过处理此类废水，室内研究有效 结论颇多，工程处理效果优良者鲜有。 (1吸附法，如ACF吸附，有效，但是成本高、产生危险固废； (2化学氧化，如Fen ton UV

4、C氧化，成本高、效果差； (3生物法，厌氧生化有效，效率很低；好氧生化几乎无效； (4混凝：有一定效果，但是无法分解污染物，产生危险固废； (5化学还原：有效，但是效率不高，工程技术和设备需要创新。 如何处理这些难以生化降解、复杂的、甚至有强烈生物毒害性 简称难、杂、毒”)的有机物？浙大易泰公司与浙江大学环境工程研 究所合作研发催化还原处理技术，设定了如下目标和要求。 (1废水种类：适用化工、医药、农药废水。 (2功能作用：破坏有机物结构、脱卤、初步降解有机物在数十数 百mg/L的浓度范围内都有效，提高废水的可生化性。 (3反应器：塔式反应器，操作简单。 (4催化剂：没有二次污染，廉价。 (5

5、运行条件：常温、大气压下运行，不受废水含盐量影响。 二、研发与市场推广经历 2004年：催化还原处理有机氯废水技术列入浙江省科技计划; 2006年：通过浙江省科技计划工程鉴定； 2006年：衢化氟化学有限公司氯仿/四氯化碳废水处理工程; 2006-2008年 :获得4项国家发明专利授权； 2009年：获得1项国家发明专利授权； 2018年：巨化股份三氯乙烯/四氯乙烷废水处理工程； 2018年：山东东岳化工集团氯甲烷废水处理工程； 2018年:江苏盐化集团(无锡格林艾普 氯苯废水处理工程； 2018年 :催化还原处理有机氟废水技术； 2018年 :催化还原处理有机氟废水技术集成； 2018年 :

6、巨化集团制药厂有机氟废水处理工程。 三、技术原理 以卤代有机物的还原降解机理为例: 1)金属还原剂表面电子直接转移导致的还原作用 +2+ Me+ RX+ H Me + RH+ X RCI +H RCI +H 2)金属还原剂腐蚀过程的还原作用 2Me2 +RX+ H+ 2Me + RH+X 3)金属还原剂和水反应产生的原生态氢的还原作用 + - 2H+ RX RH+ H +X 4）金属还原剂非线性吸附行为导致的还原作用 ClCI V5）双/多金属还原剂还原作用与催化加氢作用 +2+ Me1 + 2 Me1 + H 2 112 Me,2+ + H2+2OH- 1212 Me2 +RH+X Me2+

7、H2r Me2 H2 Me|/Me2 + RXr Me MeMe2+RH+H +X 四、创新与突破 (1开发了没有二次污染、价格便宜、不用回收的催化剂。 (2开发了铁系多元还原剂，无二次污染、价格适当、不用回收 (3研制了塔式反应器，适用于高密度差异重流的混合和流化。 (4应用领域广，特别适用于脱氯、脱氟、断链、破环。 (5降低废水的生物毒害性、提高废水的B/C。 (6为难、杂、毒”有机废水提供了新的预处理技术和设备。 五、技术特点 (1还原剂不会钝化、板结，反应器不会发生沟流和短路； (2催化剂不含贵金属和重金属，价格便宜； (3适合几ppm至几百ppm的污染物浓度； (4处理效果不受盐的种

8、类及浓度的影响 (5采用成套塔设备、结构紧凑、占地小，土建量非常少； (6在室温、大气压下运行； (7操作非常简单，所需人员编制少，无需专业技术人员； 六、应用对象 (1有机氯化物：氯烷烃、氯烯烃、氯苯类、氯醇； (2有机氟化物：氟烃类、氟醇类、氟胺类、氟苯类、氟酯类； (4蒽醌类化合物，蒽醌衍生化合物； (5复杂的卤代杂环化合物，如茚、咪唑、联苯等 (6行业废水：制药、农药、精细化工、染料等。 (7应用环节：预处理。 七、技术效果 以巨化股份公司电化厂废水处理工程为例。 (1均相催化金属还原技术； (2处理规模： 240m3/d； (3进水三氯乙烯50 mg/L、四氯乙烷120mg/L。 (4出水三氯乙烯v 0.5 mg/L、四氯乙烷v 1mg/L;脱氯效率 99%; (5在常温、大气压下运行。 (6操作非常简单，管理方便，对业主的技术力量要求低。 技术 浙江大学研发单位： 杭州浙大易泰环境科技有限公司 0