CWO技术处理几种高浓度化工废水的试验研究

第２９卷第４期　２００４年８月　昆明理工大学学报（理工版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌ　Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．４　ＡＵｇ．２０ｏ４　

ＣＷＯ技术处理几种高浓度化工废水的试验研究　

孙佩石　，王树东　，陈嵩　，王向荣　，杨英　，钱彪　，原田吉明３　

（１．昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明６５００９３：　

２．昆明环境工程技术研究中心，云南昆明６５００３２；３．日本大阪煤气公司，日本大阪５５４）　

摘要：采用ＣＷＯ处理技术及其２００Ｌ／ｄ小型工业试验装置对植物化工、香料化工、石油４Ｌ．－ｖ－、染　

料及农药生产等几种高浓度化工废水进行处理试验研究，结果表明该技术及装置对处理高浓度　

化工废水（ＣＯＤ　１７　０００～４４　０００　ｍｇ／Ｌ，ＮＨ３一Ｎ　１．２～３　７００　ｍｇ／Ｌ）具有良好的可行性，大多数废　

水经处理后（催化反应时间４５～９０　ｒａｉｎ），废水中ＣＯＤ…ＮＨ３一Ｎ的去除率即可达到９９％以上，处　

理水中的ＣＯＤ　、ＮＨ３一Ｎ浓度均可达到国家排放标准（ＣＯＤ　＜１００　ｍｇ／Ｌ、ＮＨ３一Ｎ＜１　５ｍｇ／Ｌ），　

而且废水的脱色、除臭效果明显．　

关键词：高浓度化工废水：ＣＷＯ处理技术：废水处理　

中图分类号：Ｘ７０３．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—８５５ｘ（２００４）０４—０１６４—０４　

Ｔｅｓｔ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＣＷＯ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｔｒｅａｔｉｎｇ　Ｓｅｖｅｒａｌ　

Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｓ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｗｉｔｈ　Ｈｉｇｈ　Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　

ＳＵＮ　Ｐｅｉ—ｓｈｉ　，ＷＡＮＧ　Ｓｈｕ—ｄｏｎｇ　，ＣＨＥＮ　Ｓｏｎｇ　，ＷＡＮＧ　Ｘｉａｎｇ—ｒｏｎｇ　．　

ＹＡＮＧ　Ｙｉｎｇ　，ＱＩＡＮ　Ｂｉａｏ２，Ｈａｒａｄａ　Ｙｏｓｈｉａｋｉ３　

（１．Ｆａｃｕｌｔｙ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５００９３，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｃｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５００３２，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｏｓａｋａ　Ｇａｓ　Ｃｏ．Ｌｔｄ，Ｏｓａｋａ　５５４，Ｊａｐａｎ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ　ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ＣＷＯ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｉｔｓ　２００　Ｌ／ｄ　ｔｅｓｔｅｒ，ｓｅｖｅｒａｌ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｓ　ｏｆ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｗｉｔｈ　

ｈｉｇｈ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｈｅ　ｐｌａｎｔ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｆｌａｖｏｒ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｏｉｌ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒ—　

ｉｎｇ，ｄｙｅｓｔｕｆｆ　ａｎｄ　ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｔｒｅａｔｅｄ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｔｅｓｔｓ．ｔｈｅ　ＣＷＯ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｄｉｓｐｌａｙｅｄ　ｉｔｓ　

ｇｏｏｄ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　ｔｒｅａｔｉｎｇ　ｔｈｅｓｅ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｓ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ（ＣＯＤｃｒ　１　７　０００～　

４　０００　ｍｇ／Ｌ，ＮＨ３一Ｎ　１．２～３　７００　ｍｇ／Ｌ）．Ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ＣＷＯ　ｔｅｓｔ　ｐｌａｎｔ（ｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　

ｔｉｍｅ　４５～９０　ｍｉｎ），ｔｈｅ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　９９％ｏｆ　ＣＯＤｃｒ　ａｎｄ　ＮＨ３一Ｎ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｒｅｍｏｖｅｄ　ｆｏｒ　ｍｏｓｔ　ｏｆ　ｔｅｓｔｅｄ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｓ．　

Ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｃｏｕｌｄ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｔａｎｄａｒｄ（ＣＯＤｃ　＜１００　ｍｇ／Ｌ，ＮＨ３一Ｎ＜１　５　ｍｇ／Ｌ）．Ａｎｄ　ｔｈｅ　

ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｓ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｄｅｃｏｌｏｒｅｄ　ａｎｄ　ｄｅｏｄｏｒｉｚｅｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＣＷＯ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｏｆ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ；Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｗｅｔ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓ（ＣＷＯ）；　

ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　

０引言　

ＣＷＯ技术是专门用于高浓度工业废水处理的湿式催化氧化处理技术（Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｗｅｔ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　Ｐｒｏ—　

ｃｅｓｓ——简称为ｃｗｏ），是一种废水的深度处理技术［　～　．ＣＷＯ技术是目前处理高浓度生化难降解工业有　

机废水的适宜方法之一，日本及其它发达国家，已趋向于把ＣＷＯ技术视为第二代工业废水处理的高新技　

收稿日期：２００４—０６—１５．基金项目：国家高技术产业化推进项目（项目编号：９９—２５７）；云南省“九．五”重点科技攻关　

项目（项目编号：９７—０２３）；昆明市重点科技攻关项目（项目编号：９８—０１６）．　第一作者简介：孙骊石（１９５７一），男，博士，教授，博士生导师．主要研究方向：环境工程专业的教学及生物法工业废气　

净化、高浓度工业废水处理和废渣综合利用技术．Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｕｎｐｓ２００３＠ｔ

ｏｍ．ｃｏｍ　维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期　孙骊石，王树东，陈嵩，等：ＣＷＯ技术处理几种高浓度化工废水的试验研究　

术之一，专用于解决第一代常规技术（如生物处理、物理化学处理等）难以解决或无法解决的高浓度生化难　

降解工业废水的净化处理问题．ＣＷＯ技术将成为２１世纪工业废水处理的替代新技术之一．　

高浓度工业废水中通常含有高浓度生化难降解有机污染物以及氨氮化合物、悬浮物等污染物，采用常　

规的生物或物理化学净化方法处理已难以或无法满足净化处理的技术和经济要求，处理难度较大．因此，　

高浓度工业废水的净化处理是目前国内外环保领域中的难题之一，我国目前对这类废水也尚无经济有效　

的治理对策一　』．本研究自１９９７年起，通过引进、消化吸收及试验应用日本大阪煤气公司先进的ＣＷＯ高　

浓度生化难降解工业有机废水处理技术及其小型工业试验装置，在昆明完成了对该技术工业应用装置　

（２０　ｍ３／ｄ）的国产化设计制造以及试验运行，目前已初步形成了一项适合我国国情的解决高浓度生化难降　

解工业废水处理难题的实用工业新技术．本文主要介绍采用引进的２００　Ｌ／ｄ　ＣＷＯ小型工业试验装置处理　

几种高浓度化工废水的试验研究结果情况，以显示ＣＷＯ技术处理国内高浓度化工废水的技术可行性．　

１　ＣＷＯ处理技术工艺概要　

ＣＷＯ处理技术工艺即在一定温度（１７０～３００￣Ｃ）和压力（１．０～１０ＭＰａ）条件下，在填充专用固定催化　

剂的反应器中，利用氧气（空气），不经稀释一次性　

对高浓度工业有机废水中的ＣＯＤ、ＴＯＣ、氨、氰等　

污染物进行催化氧化分解的深度处理（接触时间　

０．１～２．０　ｈ），使之转变为ＣＯ２、Ｎ２和水等无害成　

份，并同时脱臭、脱色及杀菌消毒，从而达到净化　

处理废水的目的．该工艺不产生污泥，只有少量装　

置内部的清洗废液须要单独处置．当达到一定处　

理规模时，还可以热能形式回收大量能量．ＣＷＯ　

技术典型工艺流程如图１所示．　排气　

净化水　

图１　ＣＷＯ技术工艺流程示意图　Ｆｉｇ．１　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　ｆｌｏｗ　ｃｈａｒｔ　ｏｆ　ＣＷＯ　ｐｒｏｃｅｓｓ　

采用ＣＷＯ工艺处理废水，根据需要可由一个独立的废水处理系统操作将废水直接处理达标，也可通　

过催化氧化使废水中的有机污染物低分子化处理后，再与常规活性污泥法或厌氧消化法组合使用达到所　

需排放标准．经处理达标后的废水可以直接排放，也可以循环利用．　

２　ＣＷＯ技术处理几种高浓度化工废水的试验研究　

本项目从日本大阪煤气公司成套引进到昆明的２００　Ｌ／ｄ　ＣＷＯ小型装置是现阶段日本大阪煤气公司专　

用于研究确定废水处理设计条件的小型工业试验装置，其主要由一个加热器和三个反应器组成，设备制作　

材料具有良好的耐腐蚀性．试验操作时，废水先经加热器升温，而后进入三个串联的反应器进行催化氧化　

处理．　

该小型装置是目前国内唯一的一套具有国际先进水平的连续流动型ＣＷＯ技术小型工业应用条件参　

数的试验装置，其自动化控制水平高，操作控制及紧急报警停车均为自动控制．目前，项目组的技术人员已　

经能够熟练操作和维护该引进装置，并使其在废水处理工程装置设计条件的试验研究和新型ＣＷＯ专用　

催化剂的性能评价试验研究中发挥着重要作用．　

本研究利用２００　Ｌ／ｄ　ＣＷＯ小型试验装置，对国内的植物化工制药废水、化工乙糠酸废水、化工烤胶废　

水、香料化工废水、染料化工废水、石油化工碱渣废水、农药废水等七种高浓度化工废水进行了处理技术可　

行性试验研究，处理试验结果如图２～图８所示．　

图２～图８中的试验研究结果表明，ＣＷＯ技术及装置对处理国内的植物化工制药废水、植物化工有　

机酸废水、化工烤胶废水、香料化工废水、染料化工废水、石油化工碱渣废水、农药废水等七种高浓度化工　

废水具有良好的技术可行性．对于ＣＯＤ　浓度在１７　０００～４４　０００　ｍｇ／Ｌ、ＮＨ３一Ｎ浓度在１．２～３　７００　ｍｇ／Ｌ的　

高浓度化工废水，除农药废水和石化废水尚需进一步研究确定最佳处理条件外，其它五种废水经一次处理　

后（催化反应时间４５～９０　ｍｉｎ），废水中ＣＯＤ…ＮＨ３一Ｎ的去除率即可达到９９％以上，

处理水中的ＣＯＤ…　维普资讯 http://www.cqvip.com １６６　昆明理工大学学报（理工版）　第２９卷　

ＮＨ３一Ｎ浓度均可达到国家排放标准（ＣＯＤ。　＜１００　ｍｇ／Ｌ、ＮＨ３一Ｎ＜１５　ｍｇ／Ｌ），而且废水经处理后，脱色、脱　

臭效果明显．　

爱　１０００００　

１０００００　三　１０００　

零　。　

晷０　１０　２０　３０　４０　５０　６０　７０　反应处理时间／ｍｉｎ　（加热器处理：０—１５ｍｉｎ：反应器处理：１５—６０ｍｉｎ）　（处理条件：２５０￣Ｃ．７ＭＰａ：原水浓度：ＣＯＤ　ｒ３９　４４０ｍｇ／Ｌ，　

ＮＨ３一Ｎ　３　６７４ｍｇ／Ｌ．原水ｐＨ＝５．６，处理水ｐＨ：７．１）　

图４化工烤胶废水处理试验结果　

Ｆｉｇ．４　Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｒｅａ￣ｎｇ　ｔｈｅ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｏｆ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｎ－　

ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ（ｔｏａｓｔｅｄ　ｇｌｕｅ）　

１００００　１００　箸　１　０．　０　５０　１００　１５０　反应处理时间／ｍｉｎ　（加热器处理：０—３０ｍｉｎ：反应器处理：３０－１２０ｍｉｎ）　

（处理条件：２７０￣Ｃ．９　ＭＰａ；原水浓度：ＣＯＤ　１７　５１７　ｍｇ／Ｌ，　

ＮＨ３一Ｎ　４．９　ｍｇ／Ｌ，原水ｐＨ＝１２．６，处理水ｐＨ：１．２）　

图６染料化工废水处理试验结果　Ｆｉｇ．６　Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｒｅａａｎｇ　ｔｈｅ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｏｆ　ｄｙｅｓｔｕｆｆ　

ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｎｏｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　爱　Ｚ　士　０００００　１０００　１０　

爱　Ｚ　士　０００００　１０００　１０　—－．（）－－—　一　Ｉ　—　＇＿一Ｌ一　

爱　Ｚ　００００　１００　１　０．　８　０　３０　６０　９０　１２０　１５０　反应处理时间／ｍｉｎ　（加热器处理：０—３０ｍｉｎ；反应器处理：３０－１２０ｍｉｎ）　

（处理条件：２７０￣Ｃ，９ＭＰａ；原水浓度：ＣＯＤ　ｒ３９　６００ｍｇ／Ｌ，　ＮＨ３一Ｎ　５．６ｍｇ／Ｌ，原水ｐＨ：１４．０，处理水ｐＨ＝８．９）　

图７石油化工碱渣废水处理试验结果　

Ｆｉｇ．７Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｒｅａｔｉｎｇｔｈｅｈｉｇｈ　ａ］ｋａｌｉｃｗａｓｔｅｗａｔｅｒｏｆｏｉｌ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｅｎｇ￣ｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　

由图２～图６中的ＣＯＤ　浓度变化曲线可以看出，各种废水在经加热器处理后，其ＣＯＤ。　浓度会有所下　

降，一般下降１０％～３０％．但此时的处理水还难以达到排放标准．只有经过在随后的反应器内进行催化氧　

化处理后，ＣＯＤ　浓度才会继续下降并达到排放标准．这一现象表明高浓度化工废水中简单易处理的污染　

物可以在加热器中通过加热氧化分解的方式加以处理，而复杂且难处理的污染物则必须在反应器中借助　

于催化剂的作用进行催化氧化分解处理．由此可知，在ＣＷＯ高浓度工业废水处理技术的应用中，催化剂　

发挥着十分重要的作用．　爨Ｎ＿∞｝

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