廢水處理技術篇：濕式氧化和催化濕式氧化

01 技術原理

濕式氧化法簡稱 wao，該工藝最初由美國f.j.zimmermann在1944年研究提出，用于造紙黑液，并取得了多項專利，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物氧化成二氧化碳和水，從而達到去除污染物的目的。隨后氧化工藝得到迅速發展，應用范圍從回收有用化學品和能量進一步擴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，氧化水中溶解態或懸浮態的有機物或還原態的無機物，生成二氧化碳和水等小分子物質的技術。一般有兩個步驟：①空氣中的氧從氣相向液相的傳質過程；②溶解氧與基質之間的化學反應。

催化濕式氧化技術：為了提高處理效率和降低處理費用，20世紀70年代衍生了以wao為基礎的，使用高效、穩定的催化劑的濕式氧化技術，即催化濕式氧化技術，簡稱cwao。

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

02 超臨界水氧化技術原理

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，是指水在超臨界條件下氧化處理有機污染物的一種新興、高效的廢物處理技術。在一定溫度、壓力下，幾乎所有有機物在很短時間內都可徹底氧化分解，大大縮短了廢水處理的時間，處理裝置全封閉，節約空間且無二次污染。

在超臨界狀態下的水，鹽的溶解度明顯降低，而有機物溶解度明顯增大，如苯、己烷、n2、o2等可與水完全互溶，使其密度、黏度和擴散系數發生變化。擴散系數隨密度增加而減小，由于濕式氧化技術采用較高的溫度和壓力，使水的密度減小，擴散系數變大，傳質速度劇增。

03 濕式氧化在實際應用中的局限性

①濕式氧化一般要求在高溫高壓的條件下進行，其中間產物往往為有機酸，故對設備材料的要求比較高，須耐高溫、高壓，并耐腐蝕，因此設備費用大，系統的一次性投資高；

②由于濕式氧化反應中需維持在高溫高壓的條件下進行，故僅適于小流量高濃度的廢水處理，對于低濃度大水量的廢水則很不經濟；

③即使在很高的溫度下，對某些有機物如多氯聯苯、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產生毒性更強的中間產物。在濕式氧化法的基礎上發展起來的催化濕式氧化法，通過投加催化劑提高該技術的氧化能力、 降低反應溫度和壓力，從而降低了投資和運行成本，擴大了該技術的應用范圍，成為濕式氧化法研究的熱點。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 應用范圍

濕式氧化可應用于電鍍、煉焦、化工、石油及合成工業產生的高濃度廢水的處理。特別是一些有毒性物質、難以用其他方法處理的污水，如有機農藥、染料、合成纖維、易燃易爆物質及難以生物降解的高濃度廢水。