一種難降解有機(jī)廢棄物與赤泥的協(xié)同處置方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種難降解有機(jī)廢棄物與赤泥的協(xié)同處置方法，所述方法將高溶氧水、赤泥漿液與有機(jī)廢棄物預(yù)熱至所需溫度后混合，然后進(jìn)入高溫高壓反應(yīng)器進(jìn)行超臨界水氧化反應(yīng)。反應(yīng)器出口產(chǎn)物先經(jīng)過冷卻，再經(jīng)過減壓后進(jìn)入氣液分離器，氣體從氣液分離器頂部排出，剩余產(chǎn)物再經(jīng)固液分離器處理，流出的廢水經(jīng)脫堿脫鹽處理后用水箱收集，分離出的赤泥固體和處理后的清潔水可以二次利用。本發(fā)明專利技術(shù)用超臨界氧化法將難降解有機(jī)廢棄物與赤泥協(xié)同處置，赤泥脫堿的同時(shí)利于金屬組分的浸出，金屬組分中氧化鋁、氧化鐵可作催化劑促進(jìn)有機(jī)廢棄物的降解，同時(shí)有機(jī)物分解出的二氧化碳可被赤泥吸收，從而實(shí)現(xiàn)兩種污染物的協(xié)同處置。而實(shí)現(xiàn)兩種污染物的協(xié)同處置。而實(shí)現(xiàn)兩種污染物的協(xié)同處置。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種難降解有機(jī)廢棄物與赤泥的協(xié)同處置方法


[0001]本專利技術(shù)屬于廢液與固體廢物處理處置
，特別是涉及一種用超臨界水氧化協(xié)同處理廢物的方法。

技術(shù)介紹

[0002]在工業(yè)發(fā)展過程中，石油開采、印染、醫(yī)藥、煤化工、造紙等領(lǐng)域均會產(chǎn)生各種廢液，這些廢液成分復(fù)雜，有機(jī)物及有毒有害物質(zhì)種類較多、含量變化大，處理難度較大，且含較多的難降解有機(jī)物，容易對環(huán)境和人體造成危害。難降解有機(jī)物包括多環(huán)芳烴類化合物、有機(jī)氰化合物、雜環(huán)類化合物、多氯聯(lián)苯等。目前，對于難降解有機(jī)廢物的處理，傳統(tǒng)的技術(shù)如吸附、絮凝已經(jīng)不能滿足處理要求，而隨后發(fā)展的高級氧化技術(shù)，如電化學(xué)氧化、濕式氧化、光催化氧化技術(shù)等，都各有其不同的局限和缺點(diǎn)，如電化學(xué)氧化法需要考慮電極材料的研制、電極使用壽命；濕式氧化法對難降解有機(jī)物難以徹底降解；光催化法的氧化效率較低；微生物氧化的條件苛刻且氧化速率慢。這些技術(shù)的缺陷限制了它們在處理難降解有機(jī)物方向上的應(yīng)用。
[0003]我國鋁土礦資源比較豐富，氧化鋁工業(yè)發(fā)達(dá)，而赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物。目前氧化鋁廠對赤泥的處理主要是堆存，而堆積的赤泥不僅會占用土地，而且由于其強(qiáng)堿性的特性，其揚(yáng)塵和滲濾液會污染大氣、土壤及地下水，并危害人體健康。赤泥的結(jié)構(gòu)堿難以脫除，因此如何實(shí)現(xiàn)赤泥的脫堿是一個(gè)必須解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]本專利技術(shù)的目的在于提供一種不僅能實(shí)現(xiàn)難降解有機(jī)物的降解，并且利用赤泥協(xié)同處置能催化反應(yīng)強(qiáng)化效果，從而實(shí)現(xiàn)兩種污染物的協(xié)同處理的方法。該方法對有機(jī)物的降解效果及對赤泥的脫堿效果好，實(shí)現(xiàn)了“以廢治廢”，并且還可以對脫堿赤泥進(jìn)行資源化利用。由于超臨界水具有極強(qiáng)的反應(yīng)活性和溶解性，且有足夠的能量破壞赤泥的堿性物質(zhì)，進(jìn)而加速堿性組分的浸出，用超臨界水處理赤泥脫堿相比于傳統(tǒng)脫堿方法，其脫堿效率高、反應(yīng)時(shí)間短，且脫堿赤泥可二次利用。本專利技術(shù)難降解有機(jī)物在超臨界水氧化過程中分解的CO2可被赤泥吸收，同時(shí)赤泥在超臨界水處理過程中浸出的金屬組分如Al2O3、Fe2O3等可充當(dāng)催化劑促進(jìn)有機(jī)物的降解，從而實(shí)現(xiàn)兩種污染物的協(xié)同處置。另外，有機(jī)物降解釋放的熱量可在一定程度上降低超臨界水處理所需的能耗，金屬組分的催化作用使反應(yīng)加速也有利于減少超臨界水氧化反應(yīng)帶來的腐蝕和鹽沉積等問題。
[0005]本專利技術(shù)的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括以下步驟：（1）先將赤泥粉碎成較小顆粒，然后研磨，粒度為100目，按照一定液固比加水?dāng)嚢瑁纬沙嗄酀{液；（2）利用純氧氣瓶壓力將氧氣溶于水制得高溶氧水；（3）將赤泥漿液、高溶氧水、難降解有機(jī)廢棄物分別用高壓計(jì)量泵輸入到預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱，達(dá)到目標(biāo)溫度后在混合器中混合；
（4）將混合物料輸送至高溫高壓反應(yīng)器進(jìn)行超臨界水氧化反應(yīng)，赤泥的結(jié)構(gòu)堿被破壞，有機(jī)廢棄物被降解為CO2、H2O、N2及鹽類；（5）將反應(yīng)后的產(chǎn)物做冷卻和降壓處理后進(jìn)行氣液分離，CO2和N2經(jīng)分離后從氣液分離器的頂部排出，剩余產(chǎn)物從氣液分離器底部進(jìn)入固液分離器，分離出固體殘?jiān)疵搲A赤泥以及廢液；（6）廢液經(jīng)中和處理后送入鹽分離器進(jìn)行脫鹽，處理后的清潔水經(jīng)水箱收集，對其進(jìn)行檢測，合格后進(jìn)行再利用。
[0006]進(jìn)一步的，步驟（1）中加的水與赤泥的液固比為10~20mL水/g赤泥。
[0007]進(jìn)一步的，步驟（2）中高溶氧水的過氧量為500%~1000%。
[0008]進(jìn)一步的，混合物料中難降解有機(jī)廢棄物濃度為100mg/L~1500mg/L。
[0009]進(jìn)一步的，步驟（3）中預(yù)熱溫度為300℃。
[0010]進(jìn)一步的，步驟（4）中超臨界水氧化反應(yīng)溫度為420℃~600℃，反應(yīng)壓力為24MPa~36MPa，停留時(shí)間為5min~8min。
[0011]進(jìn)一步的，高溫高壓反應(yīng)器的進(jìn)樣流量由旁路閥控制，反應(yīng)溫度由加熱電壓來控制，反應(yīng)壓力由壓力控制器控制，壓力表顯示壓力。
[0012]進(jìn)一步的，所述高溫高壓反應(yīng)器設(shè)置有冷卻裝置，用于對反應(yīng)后的反應(yīng)器進(jìn)行冷卻并排除反應(yīng)余熱，整個(gè)系統(tǒng)壓力由背壓閥控制。
[0013]進(jìn)一步的，步驟（2）中高溶氧水作為氧化劑，可用雙氧水代替。
[0014]進(jìn)一步的，高溫高壓反應(yīng)器可為間歇式或連續(xù)式反應(yīng)器。
[0015]進(jìn)一步的，脫堿赤泥及處理后的清潔水可二次利用，脫堿赤泥可作為水泥、路基等材料。
[0016]進(jìn)一步的，步驟（4）中所述超臨界水氧化反應(yīng)起始需要由高溫高壓反應(yīng)器外部功能啟動，但當(dāng)有機(jī)廢棄物開始降解后，本申請的超臨界水氧化反應(yīng)形成自熱而不需要額外供給能量，即可同時(shí)實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢棄物降解和赤泥脫堿。
[0017]所述混合過程中，過氧量越高越有利于后續(xù)有機(jī)物的降解。
[0018]所述反應(yīng)過程中，溫度和壓力越高越有利于氧化反應(yīng)，但影響有限，考慮到能耗問題，不需要過于追求更高的溫度和壓力。
[0019]所述反應(yīng)過程中，有機(jī)物的降解率可達(dá)96%以上，最高可達(dá)99.6%；赤泥的脫堿率可達(dá)94.7%以上，最高可達(dá)97.9%。
[0020]本專利技術(shù)的有益效果是：（1）本專利技術(shù)利用超臨界水氧化法處理難降解有機(jī)物的過程中加入赤泥能催化有機(jī)物的降解，同時(shí)赤泥也能實(shí)現(xiàn)脫堿，從而實(shí)現(xiàn)兩種污染物的協(xié)同處理。
[0021]（2）本專利技術(shù)通過超臨界水氧化有機(jī)物的過程中會釋放熱量，降低了反應(yīng)所需能耗，并且赤泥對反映的加速有利于減少超臨界氧化反應(yīng)存在的腐蝕和鹽沉積問題，降本增效。
[0022]（3）本專利技術(shù)對含堿含鹽廢液進(jìn)行中和以及脫鹽處理，可二次利用；同時(shí)，經(jīng)超臨界水處理后的脫堿赤泥也可用作路基、水泥等材料，對環(huán)境友好有著重要的意義。
附圖說明
[0023]圖1是本專利技術(shù)工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明，但不以任何方式對本專利技術(shù)加以限制，基于本專利技術(shù)教導(dǎo)所作的任何變換或替換，均屬于本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。
[0025]實(shí)施例1將赤泥用粉碎機(jī)粉碎，然后研磨，粒度為100目，按照10mL水/g赤泥的液固比加水?dāng)嚢瑁纬沙嗄酀{液；利用純氧氣瓶壓力將氧氣溶于水制得過氧量為800%的高溶氧水；預(yù)處理難降解的有機(jī)廢液。然后將赤泥漿液、高溶氧水、難降解有機(jī)廢棄物分別用高壓計(jì)量泵泵入到預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱并控制預(yù)熱速率，達(dá)到300℃后送入混合器中混合。其中有機(jī)物濃度為200mg/L。將混合物料以50mL/min的流量輸送至高溫高壓反應(yīng)器進(jìn)行超臨界水氧化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為500℃，反應(yīng)壓力為28MPa，反應(yīng)8min后冷卻、減壓并進(jìn)行氣液和氣固分離操作。用氣相色譜法分析氣液分離器收集的液體，得到有機(jī)物的降解率為98.8%，殘余微量的中間產(chǎn)物；用火焰原子吸收光譜法分析固液分離器沉淀的固體物質(zhì)，測得赤泥的脫堿率為95.6%。
[0026]實(shí)施例2將赤泥用粉碎機(jī)粉碎，然后研磨，粒度為100目，按照10mL水/g赤泥的液固比加水?dāng)嚢瑁纬沙嗄酀{液；利用純氧氣瓶壓力將氧氣溶于水制得過氧量為1000%的高溶氧水；預(yù)處理難降解的有機(jī)廢液。然后將赤泥漿液、高溶氧水、難降解有機(jī)廢棄物分別用高壓計(jì)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種難降解有機(jī)廢棄物與赤泥的協(xié)同處置方法，特征在于包括以下步驟：（1）先將赤泥粉碎成較小顆粒，然后研磨，再加水?dāng)嚢瑁纬沙嗄酀{液；（2）將氧氣溶于水制得高溶氧水；（3）將赤泥漿液、高溶氧水、難降解有機(jī)廢棄物輸入到預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后在混合器中混合均勻得到混合物料；（4）將混合物料輸送至高溫高壓反應(yīng)器進(jìn)行超臨界水氧化反應(yīng)，赤泥的結(jié)構(gòu)堿被破壞，有機(jī)廢棄物被降解為CO2、H2O、N2及鹽類；（5）將反應(yīng)后的產(chǎn)物做冷卻和降壓處理后進(jìn)行氣液分離，CO2和N2經(jīng)分離后從氣液分離器的頂部排出，剩余產(chǎn)物從氣液分離器底部進(jìn)入固液分離器，分離出固體殘?jiān)疵搲A赤泥以及廢液；廢液經(jīng)中和處理后送入鹽分離器進(jìn)行脫鹽，處理后的清潔水經(jīng)水箱收集，對其進(jìn)行檢測，合格后進(jìn)行再利用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的難降解有機(jī)廢棄物與赤泥的協(xié)同處置方法，其特征在于步驟（1）所述研磨粒度為不高于100目，所述的液固比為10~20mL水/g赤泥。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的難降解有機(jī)廢棄物與赤泥的協(xié)同處置方法，其特征在于步驟（2）中所述高溶氧水的過氧量為500%~1000%。4....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙群，楊樞璞，李杰，田森林，黃建洪，于欣雨，李英杰，寧平，胡學(xué)偉，李晨，孫督翁，
申請(專利權(quán))人：昆明理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：