[发明专利]一种大小气泡分形分布的废碱液高效氧化的装置和方法

说明书

本发明提供一种大小气泡分形分布的废碱液高效氧化的装置，包括外筒，外筒的内部设有第一隔板，第一隔板上固定有一个以上将气相和液相进行接触的第一猝发器，外筒的底部设有液相进口，第一猝发器下方设有将气相进行分布的第一气体分布装置，外筒的侧面设有第一气相进口连通第一气体分布装置，外筒的上部设有出料口。本发明还提供了利用上述的装置进行废碱液氧化的方法。本发明所有设备部件均为大尺寸通道，且为静部件，无流动死区，避免潜在的大量结垢沉积。以废碱液和压缩空气是动能来源，且隔板上部腔体的水是连续相流体，使得装置温度更加均匀。本发明的设备大大提高氧利用率和整个装置的氧传质速率，装置横截面温度更加均匀。

技术领域

本发明属于废液处理技术领域，具体涉及一种大小气泡分形分布的废碱液高效氧化的装置和方法。

背景技术

废碱液主要含有硫化物、碳酸钠、氢氧化钠和难降解有机物，具有强烈的恶臭、强碱性和较大的毒性。这种碱液无法直接排入污水处理厂，同时空气污染严重。

目前国内外废碱液处理技术包括吸附法、溶解萃取法、化学沉淀法、化学氧化法、复合催化氧化法以及空气氧化法。吸附法，利用毛细多孔物质(如活性炭、磺化煤、树脂等)吸附废碱液中有毒有害污染物，去除色度、臭味及水中有机污染物等有害物质。饱和吸附介质需要进一步再生处理以循环利用。溶剂萃取法，将废碱液与溶剂混合，萃取其中的污染物，对液相萃取剂进一步再生处理，以循环利用。其中，使用超临界溶剂(如二氧化碳)萃取成为一个研究重点，但是仍然无法避免二次污染。化学沉淀法。利用碱液与氧化锌、氧化铜、三氯化铁反应生成沉淀脱除硫化物，沉淀物通过熔烧再生成为氧化锌、氧化铜、氧化铁，从而实现溶液循环利用。但是熔烧过程会产生二次污染。化学氧化法，利用过氧化氢、高锰酸钾等氧化剂，将有毒物质氧化成无毒或者低毒物质。此方法氧化剂无法回收利用，可以处理难降解废碱液，但是运行费用普遍偏高。复合催化氧化法，使用高级氧化组合技术，如Fenton、臭氧生物活性炭、臭氧过氧化氢、紫外光等，特别适用于难降解或者一般化学氧化难以处理的废水，此方法可以节省部分氧化剂成本，但是难以实现工程放大应用。

废碱液湿式氧化工艺可将硫化物和卤代物被氧化成相应的无机硫化物和卤化物，有机氮被氧化为NH₃、NO₃、N₂，并且反应过程中没有NOx、SO₂、HCl、CO等有害物质产生，二次污染较小。

(1)湿式氧化过程硫化物转化

硫化钠

Na₂S+2O₂→Na₂SO₄

二硫化钠

NaHS+2O₂→NaHSO₄

NaHSO₄+NaOH→Na₂SO₄+H₂O

NaHS+2O₂+NaOH→Na₂SO₄+H₂O

硫醇

NaRS+32O₂→NaSO₃R(磺酸钠)

NaSCH₃+3O₂+2NaOH→NaCOOH+Na₂SO₄+2H₂O

NaSCH₃+3.5O₂+3NaOH→NaCO₃+Na₂SO₄+3H₂O

硫代硫酸盐