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【www.hokkaido-dancers.com南京純水設備】催化濕式氧化法是一種處理高濃度工業(yè)廢水的有效方法，近年來(lái)在國內外都取得了快速的發(fā)展，本文著(zhù)重闡述了催化濕式氧化法在環(huán)保方面的應用。

化工廢水中有機物濃度高，種類(lèi)多，毒性大；常常含有大量的硫酸鹽、氯離子、磷酸鹽等鹽類(lèi)，致使廢水不易生物處理。另外，廢水水質(zhì)、水量隨時(shí)間的波動(dòng)性很大，可生化性差，無(wú)法達標排放。高級氧化法（Advanced Oxidation Process，AOP）是應用氧化劑、電、光照、催化劑等在反應中產(chǎn)生的活性極強的自由基（如·ＯＨ等）氧化分解有機物的廢水處理法，具有適用范圍廣、氧化能力強、反應效率高、無(wú)污染或少污染等優(yōu)點(diǎn)，在難降解廢水處理中具有良好的應用效果。南京純水設備高級氧化法主要包括Fenton氧化法、催化濕式氧化法、臭氧氧化法、超臨界水氧化法、光催化氧化法、電化學(xué)氧化法 等。

1濕式氧化技術(shù)的發(fā)展歷史及特點(diǎn)

濕式氧化技術(shù)（WAO）是在一定溫度（125~ 320℃）和壓力（0.5 ~ 20 MPa）下，將純氧或空氣用作氧化劑，氧化降解水中的溶解與懸浮態(tài)的有機物以及還原態(tài)的無(wú)機物，并生成 CO2和H2O的處理方法。濕式氧化法由 F.J.Zimmerann 于1944 年首先提出，并于 1958 年第一次實(shí)際應用于處理造紙黑液廢水，其 COD 脫除率超過(guò) 90%。然而由于該方法要求較高的反應溫度、壓力以及較長(cháng)的停留時(shí)間，特別是對于一些難以氧化降解的有機污染物，反應條件要求更加嚴苛，故從 1970 年以來(lái)，以濕式氧化法為基礎，延伸出一些改進(jìn)的工藝技術(shù)，如加入高效穩定的催化劑降低反應條件的催化濕式氧化技術(shù)（CWAO）和采用強氧化劑過(guò)氧化氫H2O2代替空氣或氧氣的催化濕式過(guò)氧化物氧化技術(shù)（CWPO）等。對于工業(yè)有機廢水目前還沒(méi)有十分切實(shí)有效的方法對其進(jìn)行處理。

濕式氧化技術(shù)是處理高濃度有機廢水的潛在方法之一，為處理高濃度有機廢水的無(wú)害化提供了一條新的技術(shù)途徑，催化濕式氧化法具有適用范圍廣、處理效率高、二次污染低、反應速度快等 4 個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

（1）適用范圍廣。催化濕式氧化技術(shù)可以用來(lái)處理各行業(yè)高濃度有機廢水，比如農藥、化工、制藥、造紙等。

（2）處理效率高。在適當的工藝條件下，催化濕式氧化技術(shù)降解有機物效率高達 99 %以上，對 COD的去除率也較高。

（3）二次污染低。研究表明，催化濕式氧化技術(shù)可以將有機物分解成CO2和H2O。

（4）反應速度快。反應時(shí)間一般較傳統的生化處理時(shí)間短，處理效率更高，反應速度也更快。

2CWAO處理各種工業(yè)廢水的條件探討

2.1制藥廢水

制藥行業(yè)的快速發(fā)展產(chǎn)生了大量的制藥廢水。這些廢水中含有大量的難降解有機物、重金屬、鹽類(lèi)等，處理起來(lái)相當困難。如果處理不當，會(huì )帶來(lái)嚴重的環(huán)境問(wèn)題。目前，處理制藥廢水的主要方法是干燥，其缺點(diǎn)是費用高，還會(huì )產(chǎn)生毒性更大的二次污染物。曾旭、劉俊等采用 CWAO 處理制藥廢水，用CuSO4作為催化劑，反應溫度為 260 ℃，反應時(shí)間為 2 h，初始氧分壓為 1 ~ 1.25 MPa，并加入 10 g/LNaOH，COD去除率達到 76.5 %。國外 Melero J A、Martínez F 等使用 Fe2O3作催化劑，負載在 SBA- 15（分子篩）上，反應溫度為 80 ℃，反應時(shí)間為 20 min，TOC 的轉化率可達到 55%。

2.2酚類(lèi)有機廢水

酚類(lèi)廢水是一種重要的有機原料，被廣泛應用在各個(gè)行業(yè)。南京實(shí)驗室純水設備含酚廢水的特點(diǎn)是來(lái)源廣、數量多、危害大，嚴重威脅著(zhù)人類(lèi)的生存和發(fā)展，因此研究含酚類(lèi)有機污染物廢水的處理技術(shù)一直是環(huán)境工作者關(guān)心的問(wèn)題。通過(guò)濕式氧化技術(shù)處理廢水，以銅鹽、CuO-ZnO、CuO-ZnO-CeO2等為催化劑，以CeO2-ZrO2、Al2O3等為載體，在反應溫度為180~220℃，反應時(shí)間為1~2h，初始氧分壓為1.5~4MPa，pH值為酸性的條件下，銅鹽的催化性能最好，COD去除率達到97.2%。銅系均相催化劑由于其表面氧得失比較容易，故活性好，缺點(diǎn)是銅的溶出問(wèn)題，一般主要研究銅系催化劑的穩定性。國外KimKH、IhmSK等用CeO2負載Al2O3上，在反應溫度為180℃，反應時(shí)間為2h的條件下，COD去除率達到80%。稀土催化劑具有特殊的氧化還原性，可形成特殊結構的復合氧化物，從而提高其催化性能。稀土元素Ce由于其空d軌道，可用作催化劑中的電子轉移儲集層。另外，由于其良好的儲氧和釋放能力，Ce被廣泛用作非均相催化劑。

2.3印染廢水

印染廢水是我國主要有害的工業(yè)廢水之一，占我國工業(yè)廢水總排放量的35%。印染廢水成分復雜，主要包括紡織印染、造紙工業(yè)等各個(gè)工序產(chǎn)生的廢水，是一類(lèi)較難處理的有毒有害的工業(yè)廢水。我國污水處理系統無(wú)法保證長(cháng)期穩定運行，大量印染廢水不能得到有效處理，嚴重危害生態(tài)環(huán)境。周衍波、朱巨建等通過(guò)CWAO來(lái)處理廢水。采用CuXFe1-X、Fe-Zn-Al、Ni-AcF作為催化劑，Y-Al2O3、鈣基蒙脫石、活性炭作為載體，反應時(shí)間為90min，反應溫度為210℃，pH值為5.1~5.4。南京純水設備其中，以CuXFe1-X為催化劑時(shí)性能最好，COD去除率達到87.9%。Cu和Fe在作為非貴金屬催化劑時(shí)，催化活性很好，由于Cu的溶出使催化活性降低，但是用部分Fe來(lái)代替Cu可以提高催化劑的穩定性，并且催化性能好。國外ValletA、OvejeroG等用鎳負載在Mg-Al上，在反應溫度為180℃，初始氧分壓為2.5MPa，液體流速為0.1~0.7mL/min，空氣流速為300mL/min的條件下，TOC轉化率為80%左右。

通過(guò)以上分析，我們歸納出以下幾點(diǎn)：

（1）如何妥善解決濕式氧化儀器腐蝕問(wèn)題，采用哪種材質(zhì)來(lái)防止高濃度有毒有害有機廢水腐蝕儀器并且可以承受 CWAO 中的溫度、壓力、催化劑等條件，還需要通過(guò)實(shí)驗來(lái)檢驗。

（2）對 CWAO 中催化劑的選擇應用方面尚未進(jìn)行系統的研究，反應過(guò)程中催化劑壽命較短，容易失活的現象也成為 CWAO 推廣發(fā)展的一個(gè)瓶頸。如何根據不同的工業(yè)有機廢水來(lái)選擇合適的催化劑，并制備出經(jīng)濟、高效、壽命長(cháng)的催化劑，提高污染物的去除效率，降低反應的溫度、壓力以及時(shí)間，是 CWAO 能否處理高濃度有毒有害工業(yè)有機廢水的一個(gè)關(guān)鍵。

（3）高濃度有機廢水在催化濕式氧化儀器中反應會(huì )放出大量的熱和中間產(chǎn)物，對于這些熱尚未明確研究及報道。因此這也是未來(lái)探究 CWAO 要解決的問(wèn)題。