申请日2017.09.10
公开(公告)日2017.11.21
IPC分类号C02F1/72; C02F101/12; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种湿式催化氧化治理含盐酸有机废水的装置及其工艺，用于处理同时含有盐酸和有机物的废水，该装置具有依次联通的废水储罐、加热塔、催化氧化塔、尾液罐，催化氧化反应腔中预置有不与盐酸进行化学反应的金属催化剂，催化氧化温度达到120~180℃，催化氧化反应腔中压力为0.5~1.5Mpa，催化氧化反应腔可另连有双氧水补给入口。本发明能够同时回收盐酸和降解有机物质，处理成本较低，尾液中不产生新的污染成分。
权利要求书
1.一种湿式催化氧化治理含盐酸有机废水的装置，按照废水流程，具有依次联通的废水储罐、加热塔、催化氧化塔、尾液罐;催化氧化塔具有废水入口、废水循环出口、内部的催化氧化反应腔、空气补给口，净化气出口，尾液出口;
其特征在于：反应涉及的装置及管路内壁都是耐盐酸的材料制成，催化氧化反应腔中预置有不与盐酸进行化学反应的金属催化剂;
尾液出口联通尾液罐，尾液罐中具有沉淀或者过滤装置，沉淀或过滤出金属催化剂，其余溶液连通盐酸储罐;
加热塔与催化氧化塔之间可以连接有循环加热管路和循环泵，实现对反应中的废水进行循环加热。
2.如权利要求1所述的湿式催化氧化治理含盐酸有机废水的装置，其特征在于：催化剂为颗粒状的金属Pt、Au、Ag或Cu或它们的合金催化剂。
3.如权利要求1所述的湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的装置，其特征在于：废水储罐连接有废盐酸补给装置，盐酸储罐或连通废盐酸补给装置。
4.如权利要求1所述的湿式催化氧化治理含盐酸有机废水的装置，其特征在于：催化氧化反应腔连接有增压装置。
5.如权利要求1所述的湿式催化氧化治理含盐酸有机废水的装置，其特征在于：催化氧化反应腔另具有双氧水补给入口。
6.如权利要求1所述的湿式催化氧化治理含盐酸有机废水的装置，其特征在于：具有两个催化氧化塔、两个加热塔、两个循环泵及循环管路、两个增压装置，在催化氧化塔的尾液出口联通第二催化氧化塔的废水入口，第二催化氧化塔的尾液出口连接尾液罐。
7.一种湿式催化氧化治理含盐酸有机废水的治理工艺，其特征在于：采用权利要求4或5所述的装置，废水催化氧化温度达到120~180℃，催化氧化的时间为2-5小时。
8.如权利要求7所述的湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的治理工艺，其特征在于：增压装置，使得腔内压力为0.5~1.5Mpa，使得盐酸中的氯化氢气体不易逸出，水蒸气少量排放，使得尾液中盐酸浓度有所提高为30%左右。
9.如权利要求7所述的湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的治理工艺，其特征在于：添加双氧水时的催化氧化温度为100~150℃。
10.如权利要求9所述的湿式催化氧化治理含硫酸有机废水的治理工艺，其特征在于：酸性有机废水为不含亚铁离子的含盐酸有机废水。
说明书
湿式催化氧化治理含盐酸有机废水的装置及其工艺
技术领域
本发明涉及一种含盐酸含有机物质废水的净化处理技术。
背景技术
有机废水中存在烃类，醛、酮、醇、羧酸、脂类等有机物质，有时还混有无机的酸、碱或盐。常用的净化治理技术有吸附法、生物降解法、化学反应法、蒸馏法等等。
有机物质的催化氧化法，是指在一定压力和温度条件下,以金属材料为催化剂,如Pt、Pd、Ni、Cu等存在情况下与以空气、氧气、臭氧等为氧化剂，对有机物质进行氧化反应，包括“加氧”，“去氢”两方面。但是对某些有机物，比如羧酸没有作用。有机物质存在于水溶液中时，可以采用湿式催化氧化法进行处理。但是当水溶液中还存在酸性成分时，由于酸性对金属催化剂和管路具有较强的腐蚀性，该办法就没有成熟的应用技术。
专利申请号为2015106380969的发明涉及一种酸性有机废水的处理方法，是向酸性有机废水中依次加入氢氧化镁，使废水pH值控制在4～5，再加入二氧化锰和芬顿试剂进行处理。获得的酸性有机废水的处理方法，是将物理吸附与化学反应相结合，针对酸性有机废水中含有的大量重金属污染物，难处理的高COD、高色度有机物和难降解的芳香类化合物及杂环化合物，进行有效去除。该处理方法中添加了许多外来成分，导致带来的杂质较多，而且处理成本较高。
专利申请号为2014108125607的发明公开了一种去除高盐酸废水中有机物的方法及装置。方法为：将高浓度盐酸废水与臭氧一起在光催化装置中经紫外灯催化反应20-50min，反应完成后进入气液分离装置，经过气液分离后得到去除有机物的废水。装置包括进水管道、水箱、臭氧发生器、光催化装置和气液分离装置。本发明利用臭氧的强氧化性以及光催化作用对盐酸废水中的Cl-进行氧化产生Cl2并且产生羟基自由基，从而对废水中的有机物进行高效降解。 该发明中采用的臭氧有气味，对管路的氧化腐蚀性过强，而且制造臭氧的设备费用比较高。另外将盐酸变成Cl2的后续回收处理比较麻烦。
发明内容
发明目的：
提供一种工艺简便，盐酸液与有机物同步得到净化处理、不产生其它污染成分的湿式催化氧化治理酸性有机废水的装置及其工艺。
技术方案：
本发明涉及的湿式催化氧化治理酸性有机废水的装置，用于处理同时含有盐酸和有机物的废水，该装置按照废水流程，具有依次联通的废水储罐、加热塔、催化氧化塔、尾液罐。
加热塔与催化氧化塔之间可以连接有循环加热管路和循环泵，实现对反应中的废水进行循环加热，使得其中的废水催化氧化温度达到120~180℃(温度过高时，氯化氢易挥发，温度不够时催化氧化效果不好)。反应涉及的装置及管路的内壁都是耐盐酸的材料制成。
催化氧化塔具有废水入口、废水循环出口(联通循环加热管路，进入加热塔加热后再从废水入口进入催化氧化塔)、内部的催化氧化反应腔、空气补给口(补充含有氧气的空气)，净化气出口(用于排放催化氧化反应后生成的二氧化碳和水蒸气)，尾液出口(供催化氧化后形成的液态产物流出)。
催化氧化反应腔中预置有促进氧化反应的金属催化剂，优选颗粒状的金属或合金的催化剂，选用不与盐酸进行化学反应的金属催化剂，而只参与有机物的催化氧化反应过程。优选金属Pt、Au、Ag或Cu或它们的合金。催化氧化的时间2-5小时，使得氧化反应比较彻底，有机物质基本被氧化降解。
催化氧化反应腔中优选连接有增压装置，使得腔内压力为0.5~1.5Mpa，使得盐酸中的氯化氢气体不易逸出，水蒸气少量排放，而且氯化氢基本不随二氧化碳排出，使得尾液中盐酸浓度有所提高为30%左右。
尾液出口联通尾液罐，尾液罐中具有沉淀或者过滤装置，沉淀或过滤出金属催化剂。其余溶液进入盐酸储罐。
废水储罐或可连接废盐酸(30-35%)补给装置，当有机废水中的盐酸含量低于15%时予以补给。
盐酸储罐中的盐酸可以作为补给装置中的盐酸来源，或者另行回收使用。
本发明中，催化氧化反应腔另具有双氧水补给入口，利用双氧水的较好的氧化性，配合空气中的氧气，在催化剂的作用下进行更加彻底的催化氧化反应。添加双氧水是的催化氧化温度只需要100~150℃(因为氧化性增强了，温度无需太高，即可具有相同的甚至更好的催化氧化效果;双氧水的沸点是152.1℃，温度高于沸点双氧水容易挥发出去)。
之所以选择双氧水而不选择臭氧，因为臭氧的氧化性过强，容易使得本反应体系的金属催化剂被氧化成金属氧化物，失去催化作用。而且，液态的双氧水运输和添加均较臭氧容易，成本也较低。该反应体系的气态产物只是水蒸汽和二氧化碳，不会产生氯气等复杂成分。
当然，如果双氧水在有亚铁离子存在的酸性体系中氧化性也很强，所以本发明的酸性有机废水中优选为不含亚铁离子的含盐酸有机废水。
本发明可以采用两个催化氧化塔、两个加热塔、两个循环泵及循环管路、增压装置的两级催化氧化装置，使得废水在催化氧化塔中滞留时间延长，氧化更彻底。在催化氧化塔的尾液出口联通第二催化氧化塔的废水入口，第二催化氧化塔的尾液出口连接尾液罐。
采用两级催化氧化塔时，由于以及反应的有机物浓度较大，反应速度较快。一级循环泵的泵送速度较慢，加热速度较低。二级循环泵的泵送速度较快(由变频器控制)，加热温度较高，使得两级反应的气态产物排放量相近，均匀使用装置中的零部件。或者水蒸气汽化较多，尾液得到浓缩。
有益效果：
本发明的设备部件较少，流程较短，制造成本较低、安装维护方便。反应温度较低，反应压力为常压或较小负压，能耗较小，安全性较高。催化剂和反应获得的硫酸溶液可以重复使用，节约原料消耗。使得废水中的盐酸酸液得到回收再利用，大量的有机物质得到净化处理，废水的处理效率高，治理量大，净化效果好。双氧水的使用能够提高催化氧化效果，而且对使用的金属氧化剂没有腐蚀性，成本较低，反应产物比较纯净没有二次污染和后续复杂的再处理过程，回收的盐酸可以循环使用，具有较好的经济效益。