廢水處理技術(shù)篇：濕式氧化和催化濕式氧化

01 技術(shù)原理

濕式氧化法簡(jiǎn)稱 WAO，該工藝初由美國(guó)F.J.Zimmermann在1944年研究提出，用于造紙黑液，并取得了多項(xiàng)專利，故也稱齊默爾曼法。是在高溫高壓下，利用氧化劑將廢水中有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，從而達(dá)到去除污染物的目的。隨后氧化工藝得到迅速發(fā)展，應(yīng)用范圍從回收有用化學(xué)品和能量進(jìn)一步擴(kuò)展到有毒有害廢棄物的處理。

濕式氧化法一般在高溫（150-350℃）和高壓（5-20MPa）下，用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機(jī)物或還原態(tài)的無機(jī)物，生成二氧化碳和水等小分子物質(zhì)的技術(shù)。一般有兩個(gè)步驟：①空氣中的氧從氣相向液相的傳質(zhì)過程；②溶解氧與基質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)。

催化濕式氧化技術(shù)：為了提高處理效率和降低處理費(fèi)用，20世紀(jì)70年代衍生了以WAO為基礎(chǔ)的，使用高1效、穩(wěn)定的催化劑的濕式氧化技術(shù)，即催化濕式氧化技術(shù)，簡(jiǎn)稱CWAO。

在傳統(tǒng)的濕式氧化處理體系中加入催化劑降低反應(yīng)的活化能，從而在不降低處理效果的情況下，降低反應(yīng)溫度和壓力,用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機(jī)物或還原態(tài)的無機(jī)物，生成二氧化碳和水等小分子物質(zhì)的技術(shù)。

02 超臨界水氧化技術(shù)原理

濕式氧化法包括兩種類型：次臨界水氧化和超臨界水氧化。

超臨界水氧化技術(shù)，是指水在超臨界條件下氧化處理有機(jī)污染物的一種新興、高1效的廢物處理技術(shù)。在一1定溫度、壓力下，幾乎所有有機(jī)物在很短時(shí)間內(nèi)都可徹1底氧化分解，大大縮短了廢水處理的時(shí)間，處理裝置全封閉，節(jié)約空間且無二次污染。

在超臨界狀態(tài)下的水，鹽的溶解度明顯降低，而有機(jī)物溶解度明顯增大，如苯、己烷、N2、O2等可與水完全互溶，使其密度、黏度和擴(kuò)散系數(shù)發(fā)生變化。擴(kuò)散系數(shù)隨密度增加而減小，由于濕式氧化技術(shù)采用較高的溫度和壓力，使水的密度減小，擴(kuò)散系數(shù)變大，傳質(zhì)速度劇增。

03 濕式氧化在實(shí)際應(yīng)用中的局限性

①濕式氧化一般要求在高溫高壓的條件下進(jìn)行，其中間產(chǎn)物往往為有機(jī)酸，故對(duì)設(shè)備材料的要求比較高，須耐高溫、高壓，并耐腐蝕，因此設(shè)備費(fèi)用大，系統(tǒng)的一次性投資高；

②由于濕式氧化反應(yīng)中需維持在高溫高壓的條件下進(jìn)行，故僅適于小流量高濃度的廢水處理，對(duì)于低濃度大水量的廢水則很不經(jīng)濟(jì)；

③即使在很高的溫度下，對(duì)某些有機(jī)物如多氯聯(lián)苯、小分子羧酸的去除效果也不理想，難以做到完全氧化；

④濕式氧化過程中可能會(huì)產(chǎn)生毒性更強(qiáng)的中間產(chǎn)物。在濕式氧化法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的催化濕式氧化法，通過投加催化劑提高該技術(shù)的氧化能力、 降低反應(yīng)溫度和壓力，從而降低了投資和運(yùn)行成本，擴(kuò)大了該技術(shù)的應(yīng)用范圍，成為濕式氧化法研究的熱點(diǎn)。催化濕式氧化法常用的催化劑有Fe、Cu、Mn、Co、Ni、Bi、Pt等金屬元素或其中幾種元素的組合。

04 應(yīng)用范圍

濕式氧化可應(yīng)用于電鍍、煉焦、化工、石油及合成工業(yè)產(chǎn)生的高濃度廢水的處理。特別是一些有毒性物質(zhì)、難以用其他方法處理的污水，如有機(jī)農(nóng)藥、染料、合成纖維、易燃易爆物質(zhì)及難以生物降解的高濃度廢水。