تصفيه كاستيك دورريز واحدهاي پتروشيمي با استفاده از فرايند اكسايش هواي مرطوب

Spent caustic wastewater treatment of petrochemical units by wet air oxidation process

اكسايش هواي مرطوب، روشي كارآمد در تصفيه پساب‌هاي صنعتي است. در مطالعه حاضر، براي تصفيه كاستيك دورريز واحد اتيلن پتروشيمي از روش اكسايش با هواي مرطوب دماي پايين استفاده شد. پس از شناسايي تركيب‌ها و خواص پساب موجود، فرايند موردنظر با استفاده از سامانه آزمايشگاهي با حجم واكنشگاه حدود يك ليتر و در دماي C° 200-170 با فشار جزئي اكسيژن 9-6 انجام شد. تأثير پارامترهاي مؤثر شامل حجم مايع، دما و pH فرايند موردبررسي قرار گرفت. انجام فرايند در دو حجم مايع 200 و 400 ميلي‌ليتر نشان داد كه اكسيژن موردنياز سامانه در دماي C° 190 براي حجم 200 ميلي‌ليتر تأمين مي‌شود. همچنين، تغيير فشار جزئي اكسيژن در اين حجم به دليل وجود اكسيژن اضافي در سامانه، بر بازدهي فرايند بي‌تأثير است. مقدار كاهش اكسيژن شيميايي موردنياز (COD) در دماهاي 170، 190 و C° 200 پس از گذشت 3 ساعت به ترتيب برابر 61، 63 و 67 درصد تعيين شد. انجام فرايند در دماي C° 200 و pH برابر 10 يا 12 پس از گذشت سه ساعت، COD پساب را به ترتيب 69 و 82 درصد كاهش داد. برخلاف انتظار، استفاده از كاتاليست‌هاي همگن +Fe3 و +Cu2 باعث بهبود چشمگيري در عملكرد فرايند نشد. همچنين، سينتيك واكنش‌هاي دومرحله‌اي فرايند اكسايش هواي مرطوب شامل ثابت‌هاي سرعت و انرژي‌هاي فعال‌سازي دومرحله‌اي واكنش نيز موردمطالعه قرار گرفت.

Wet air oxidation (WAO) is an efficient way to treat industrial wastewaters. In present study, wet air oxidation process was used for treatment of spent caustic effluents from ethylene unit in the petrochemical industry. After analysis and determination of wastewater properties, the process was performed using an experimental set-up having 1-L reactor in the temperature range of 170-200 ˚C and 6-9 bar partial pressure of oxygen. The effects of parameters including liquid volume, temperature, and pH were investigated. Performing experiments in two liquid volumes of 200 and 400 mL confirmed that required oxygen is provided at 190 ˚C and changing the partial pressure of oxygen has no significant effect on process efficiency due to abundant oxygen in the reactor. The values of reduction in chemical oxygen demands (COD) after 3 h at temperatures of 170, 190, and 200 C were 61, 63, and 67%, respectively. The process at 200 ˚C and pH of 12 and 10 for 3 h could decrease 69 and 82% of COD, respectively. Applying homogenous Fe3+ and Cu2+ catalysts could not enhance the performance of the process significantly. Furthermore, the kinetics of two-stage reactions of wet air oxidation process was also studied and the kinetic constants and activation energies were determined. Since the real sample from a petrochemical unit was used, determination of optimum operation conditions, investigation on the effect of catalyst, and also determination of kinetic degree of wet air oxidation reaction for spent caustic wastes of petrochemical units might be considered as the novelties of the current study.