湿式氧化法处理活性污泥的原理及应用进展
湿式氧化技术
—— 调节废水到适宜的 pH 值，有利于加快反应的
速度和有机物的降解。
—— 低的 pH 值对反应设备的腐蚀增加，对反应设
备的材质要求高，材料使用费用增加；低的 pH 值
易使催化剂活性组分溶出和流失，造成二次污染。 设计WAO流程时要两者兼顾。
湿式氧化反应过程分为两个阶段：前段受氧的传质 控制，后段受反应动力学控制。 保证湿式氧化过程的必要条件 ——高温、高压及液相条件
温度是WAO过程的关键影响因素，温度越高，化学 反应速率越快；温度升高可以增加氧气的传质速度， 减小液体的粘度。 压力的主要作用是保证氧的分压维持在一定的范围 内，确保液相中有较高的溶解氧浓度。 液相（水）保证有机物和氧良好的混溶（均相体系 的反应，不受相间传质影响）。
解率达到或超过99%，甚至连一般化学氧化难以处
理的氯代物如多氯联苯（PCB）、DDT等通过湿式 氧化，毒性也降低了99%，大大提高了处理出水的 可生化性，使得后续的生化处理能得以顺利进行。
3. 处理染料废水
经研究发现：活性染料和酸性染料适合湿式氧化， 而直接染料稍难以空气氧化。多数染料废水是酸性 类型的，采用湿式氧化法处理染料废水具有较大潜 力 。 在 200℃ ， 总 压 6.0 ～ 6.3Mpa ， 进 水 COD 为 3280 ～ 4880mg/L 的条件下，活性染料、酸性染料 和直接黑染料废水的 COD 去除率分别为 83.6% 、 65%、50%。
H2O2 → 2· OH
（ 2 ）链的发展与传递：自由基与分 子相互作用，交替进行使自由基数量 迅速增加的过程。
RH + ·OH → R·+ H2O
湿式催化氧化技术在水处理中的应用
湿式催化氧化技术在水处理中的应用湿式催化氧化技术在水处理中的应用湿式催化氧化技术是一种利用催化剂在水相中将难降解有机物氧化降解为无害物质的技术。
它通过氧化还原反应来分解有机废水中的有机物，以达到净化水质的目的。
湿式催化氧化技术具有高效、低成本、易操作等特点，因此在水处理领域中得到了广泛的应用。
湿式催化氧化技术主要包括两个关键过程：氧化反应和催化反应。
氧化反应是指将有机物氧化为无害的无机物或者较低毒性的有机物。
催化反应是指通过添加特定的催化剂，加速氧化反应的进行，提高反应速率和降低温度。
催化剂通常选择具有高催化活性和良好稳定性的金属氧化物、过渡金属离子或者催化剂负载体。
湿式催化氧化技术在水处理中的应用主要有以下几个方面：1.有机废水处理：湿式催化氧化技术可以有效地降解和去除有机废水中的有机物，如苯、酚、醇类、酮类和酸类等。
它能够将有机废水中的有机物分解为二氧化碳和水等无害物质，避免了有机物对环境和人体的危害。
2.染料废水处理：湿式催化氧化技术可以对染料废水进行有效的处理和降解。
染料废水中的有机染料分子复杂、结构多样，具有较高的毒性和难降解性。
湿式催化氧化技术可以通过氧化反应和催化反应将有机染料分解为无害物质，达到对染料废水的彻底处理。
3.酚类废水处理：湿式催化氧化技术可以对酚类废水进行高效降解和去除。
酚类废水是一种常见的有毒废水，它具有高度的毒性、难降解性和腐蚀性。
湿式催化氧化技术可以通过氧化还原反应将酚类分解为无害物质，同时降低废水的毒性和腐蚀性。
4.化工废水处理：湿式催化氧化技术在化工废水处理中也有广泛应用。
化工废水中通常含有大量有机物、重金属离子和氨氮等有害物质。
湿式催化氧化技术可以通过催化剂的作用，将化工废水中的有害物质氧化转化为无害物质，从而达到净化水质的目的。
总之，湿式催化氧化技术是一种高效、低成本的水处理技术，具有广泛的应用前景。
在有机废水、染料废水、酚类废水和化工废水等领域中，湿式催化氧化技术可以有效地去除有机物和有害物质，改善水质，保护环境。
湿式空气氧化法
温度 ℃
湿式空气氧化法
一定反应条件下COD最大处理量
在湿式氧化过程中，废水中的COD成分氧化放出的热量 靠增加反应器内水温而消耗，在反应压力一定的情况 下，反应器内水温达到饱和温度时，氧化废水中COD放 出的热量就被用于蒸发水。所以处理水的COD和空气供 应量的确定是保证反应器内水保持液相不被蒸干的重 要条件。下面举一例说明： 反应器在289℃ ，105.5 kg/cm2条件下操作。每一公 斤干空气要2公斤水蒸汽饱和。通过计算在这个条件下 废水的最大处理COD为104 g/L.。为了使氧化反应顺利 进行，水在气相与液相的分布比例以不大于85:15为好。 则进水COD浓度应不超过 90 g/L.。
湿式空气氧化工艺流程简图
反应器 加热炉 热交换器 废 水 碱 空 气 冷却器 压缩机 处理水 泵 尾 气 气液分离器
湿式空气氧化法
工艺流程说明
废水首先收集在废水罐中，调节pH值后，经高压进料 泵加压后与从空气压缩机来的空气混合，送入换热器 与从反应器来的热物料换热，然后进入加热炉加热到 反应温度，导入湿式氧化反应器，反应后的物料经与 进料换热，在进一步在冷却器冷却后进入气液分离器， 分离出未利用的尾气和二氧化碳，尾气直接排空，分 离的液体排出到进一步处理系统。
湿式空气氧化法
导致COD减少及BOD和挥发酸增加。随着COD的继续 下降使BOD达到最大值和挥发酸的继续增加。最终因 挥发酸等中间产物的完全氧化，COD、BOD和挥发酸 浓度都将降低，生成二氧化碳和水。总之在WAO过程 中，复杂的有机物降解成简单的有机物，这种降解比 COD的下降更快，因而，即使是低氧化度的WAO，也 将显著提高废水的BOD/COD比值而改善生物可处理性。 在WAO过程中，废水中的氰化物、亚硝酸盐和硫代氰 酸盐等分子量较小的毒基化合物也能迅速被氧化，各 种无机硫化物、硫醇及酚等也能被破坏。
湿式氧化法
4880mg/L的条件下，活性染料、酸性染料和直接耐晒黑染料废水的
COD去除Leabharlann 分别为83.6%、65%、50%。
应用
（4）处理污泥：随着现代化城市的日益发展，各种废水的排放量 迅速递增，使城市污水厂的污水处理趋向中型和大型化的集中处理，而 如何使伴随污水处理而产生的大量活性污泥得到合理有效的处理，对于 水处理工作者而言，具有重要的现实意义。湿式氧化法在处理高浓度有 机废水方面已受到了广泛重视并有了长足的发展，考虑到活性污泥从物 质结构方面与高浓度有机废水十分相似，因此，若将该技术成功运用于 城市污水厂活性污泥的处理，将会具有广泛的应用前景。顾军等人经过 试验研究发现，活性污泥经湿式氧化后，可生化性能得到显著提高。在 温度180℃、混合压力5.0Mpa、反应20min时，流出液的B/C值可从反 应前的26%增大到40%以上。
应用
（3）处理染料废水：染料废水中所含的污染物有以苯、酚、 萘、蒽、醌为母体的氨基物，硝基物、胺类、磺化物、卤化物等，这 些物质多是极性物质，易溶于水，成分复杂、浓度高、毒性大，
COD一般均在5000mg/L以上，甚至高达7.5万mg/L；而近年来的新
型染料均为抗氧化、抗生物降解型，处理难度日益增加，一般的物化 和生化方法均难以胜任，出水无法满足排放要求。湿式氧化技术能有 效破除染料废水中的有毒成分，分解有机物，提高废水的可生化性。 经研究发现：活性染料和酸性染料适合湿式氧化，而直接染料稍难以 空气氧化。而多数染料是酸性类型的，故采用湿式氧化法处理染料废 水具有较大潜力。在200℃，总压6.0～6.3Mpa，进水COD为3280～
递阶段,自由基与反应物分子相互作用,产生酯基自由基(ROO)、羟基自由 基(HO)以及烃基自由基(R),羟基自由基有强氧化性再去氧化有机废物;链
湿式氧化原理的应用
湿式氧化原理的应用一、湿式氧化简介湿式氧化是一种常见的污水处理技术，利用氧化剂和热水在高压和高温条件下将有机污染物氧化成二氧化碳和水。
湿式氧化技术广泛应用于水处理、废水处理、气体净化和废弃物处理等领域。
二、湿式氧化原理湿式氧化基于以下原理： 1. 氧化反应：湿式氧化采用氧化剂，如氧气或过氧化氢，与有机污染物进行氧化反应。
氧化过程中，氧化剂将有机污染物分解成较小的分子，进一步转化为二氧化碳和水。
2. 温度和压力：湿式氧化需要高温和高压条件，通常在150°C至350°C之间，压力可达到几十个大气压。
高温和高压条件有利于加速氧化反应的进行，并提高反应效率。
3. 催化剂：湿式氧化反应中可以使用催化剂来加速反应速度。
催化剂可以降低活化能，使反应更容易发生。
常见的催化剂包括金属氧化物、铁系化合物和贵金属。
4. 反应环境：湿式氧化需要在氧化性环境中进行。
通常使用酸性、中性或碱性溶液作为反应介质。
反应环境的选择取决于待处理污水的性质和目标产物。
三、湿式氧化的应用湿式氧化广泛应用于以下领域：1. 污水处理湿式氧化是污水处理领域的常用技术之一。
它可以有效降解有机污染物、杀灭微生物、去除颗粒物和重金属离子等。
湿式氧化技术对于高浓度有机废水的处理效果显著，适用于制药、化工、印染、造纸等行业。
2. 废气净化湿式氧化也可以用于废气净化。
它能将有机废气中的有害物质氧化成低毒或无毒的产物，并降低废气中的VOCs（挥发性有机物）浓度。
湿式氧化技术在涂料、印刷、化学品制造和石化等行业的废气处理中得到广泛应用。
3. 废弃物处理湿式氧化可用于降解有机废弃物和固体废弃物的处理。
湿式氧化技术可以将有机废弃物转化为无毒的废碳酸和水，并降低废弃物的体积。
这对于固体废物处理和医疗废物处理具有重要意义。
四、湿式氧化的优势湿式氧化在污水处理和废气净化中具有以下优势：1.高效处理：湿式氧化能够高效降解有机污染物，减少污染物排放和危害。
催化湿式氧化法
催化湿式氧化法催化湿式氧化法是一种先进的废水处理技术，它能够在高温和高压下将有机污染物转化为无害的物质，如二氧化碳和水。
该技术具有处理效率高、适用范围广、二次污染少等优点，因此在工业废水处理领域得到了广泛应用。
一、催化湿式氧化法的原理催化湿式氧化法的基本原理是在一定温度和压力下，利用催化剂加速有机物与氧气反应，将其氧化分解为二氧化碳和水等无害物质。
该技术可以在常温常压下进行，也可以在高温高压下进行，具体操作条件取决于所处理的污染物种类和浓度。
在催化湿式氧化法中，催化剂起着至关重要的作用。
催化剂可以降低反应的活化能，提高反应速率，使有机物在较低的温度和压力下被氧化分解。
同时，催化剂还可以选择性地促进某些特定有机物的氧化，从而提高处理效率。
二、催化湿式氧化法的应用催化湿式氧化法可以处理各种类型的有机废水，如印染废水、农药废水、石油化工废水等。
该技术尤其适用于高浓度有机废水的处理，可以将有机物转化为无害的物质，从而达到国家排放标准。
在实际应用中，催化湿式氧化法通常与其他废水处理技术结合使用，以提高处理效果。
例如，可以先利用物理或化学方法将废水中的大分子有机物转化为小分子有机物，再利用催化湿式氧化法将其氧化分解。
这样可以降低反应条件，提高处理效率。
三、催化湿式氧化法的优缺点1. 优点：(1) 处理效率高：催化湿式氧化法能够彻底去除多种有机污染物，并将其转化为无害的物质。
(2) 适用范围广：该技术适用于各种类型的有机废水处理，特别是高浓度有机废水的处理。
(3) 二次污染少：催化湿式氧化法反应彻底，副产物少，对环境影响小。
(4) 可回收能量：在适当的操作条件下，该技术可以将有机物转化为燃料或可回收的物质。
2. 缺点：(1) 成本较高：催化湿式氧化法需要高温高压的条件，因此需要高昂的设备和运行成本。
(2) 对某些特定有机物的处理效果有限：对于某些难以氧化的有机物或特定结构的有机物，催化湿式氧化法的处理效果可能会受到限制。
湿式氧化的基本原理
湿式氧化的基本原理
湿式氧化是一种常见的废水处理技术，其基本原理是利用氧化剂将有机物质氧化成无害的物质。
在湿式氧化过程中，废水与氧化剂在高温高压的条件下反应，产生大量的热量和氧化产物，从而将有机物质分解成水和二氧化碳等无害物质。
湿式氧化的基本原理可以分为两个步骤：氧化和降解。
在氧化步骤中，氧化剂与有机物质反应，产生大量的热量和氧化产物，使有机物质分解成较小的分子。
在降解步骤中，分解后的有机物质进一步降解成水和二氧化碳等无害物质。
湿式氧化的氧化剂通常是氧气或过氧化氢等强氧化剂，可以有效地将有机物质氧化成无害物质。
同时，湿式氧化还可以利用高温高压的条件，加速反应速率，提高反应效率。
湿式氧化的应用范围非常广泛，可以用于处理各种有机废水，如印染废水、制药废水、化工废水等。
与传统的生物处理技术相比，湿式氧化具有处理效率高、处理时间短、处理能力强等优点，特别适用于处理难降解的有机废水。
湿式氧化是一种高效、可靠的废水处理技术，其基本原理是利用氧化剂将有机物质氧化成无害物质。
随着环保意识的不断提高，湿式氧化技术将会得到更广泛的应用和推广。
湿式氧化法是使液体中悬浮或溶解状有机物在油液香水存在的情况下进行高温高压氧化处理的方法
湿式氧化法是使液体中悬浮或溶解状有机物在油液香水存在的情况下进行高温高压氧化处理的方法。
氧化反应在压入高压空气，反应温度300℃条件下进行。
可用于高浓度（4-6%左右）有机物的粪便、下水污泥以及工厂排液等的处理和药剂回收。
用于处理粪便及下水污泥时，反应后进行固液分离，再用活性污泥法等对分离液进行处理。
工艺PACT(Powdered Activated Carbon Treatment，粉末活性炭处理)工艺，在美国又称为AS—PAC工艺(Activated Sludge-Powdered Activated Carbon，活性污泥-粉末活性炭)。
该法一经产生就因其在经济和处理效率方面的优势广泛地应用于工业废水如：炼油、石油化工、印染废水、焦化废水、有机化工废水的处理，该法用于城市污水处理可明显改善硝化效果，因此各国环境工作者对PACT工艺表现了极大的兴趣并进行了广泛深入的研究。
湿式空气再生WAR(Wet Air Regeneration，湿式空气再生)，它是在适当的温度及压力条件下，在液相中（一般是水）发生的氧化过程，可将过剩的生物污泥摧毁并氧化活性炭中吸附的污染物质,藉以再生此废弃活性炭并回收再使用。
内容优点该工艺的优点为：①流出物被完全杀菌；②使下水污泥及粪便等具有良好的沉淀分离性能；③装置尺寸小；④不污染大气。
缺点为：①易腐蚀反应器；②排放水有色度；③有烧焦气味。
应用PACT系统已在多种废水处理中得到应用：■ 市政污水■ 市政与工业综合废水■ 工业废水■ 有害废水■ 垃圾渗滤液■ 受污染地下水和受污染地表水以下是PACT®系统有代表性的应用及性能表现：有机化合物废水PACT®系统用于多种有机化合物、塑料、合成纤维、溶剂、染料和杀虫剂生产场地的预处理和直接排放。
路易斯安那的一个专业化工厂使用两级好氧PACT®系统，其处理后的污水符合排入密西西比河的有机物和污水毒性要求。
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化反应速率，这就是反催化作用
ROO·＋M(n-1)→＋ROOM+
湿式氧化工艺
湿式氧化处理剩余污泥的研究
湿式氧化过程中剩余污泥氧化机理分析
(1) O2从气相主体向气、液相界面扩散，并在气液界面处 迅速达到饱和；
压力对硫变化情况的影响
压力对上清液中硫酸根浓度的影响
停留时间对湿式氧化的影响
停留时间对COD 去除情况的影响
停留时间对污泥沉淀性能的影响
优化的湿式氧化条件下， 分别对化工废水剩余 污泥、炼油废水剩余污泥、城市污水剩余污泥 进行了湿式氧化试验
WAO技术的机理
湿式氧化去除有机物所发生的氧化反应主要属于 自由基反应，共经历诱导期、增殖期、退化期以 及结束期四个阶段
诱导期：
RH＋O2→ R·＋HOO· 2RH＋O2→ 2R·＋H2O2 增殖期:
（1） （2）湿自式由氧基化反反应应机属理于
R·＋O2→ ROO· ROO·＋RH →ROOH＋R·
湿式氧化法 （WAO）
在高温、高压下，利用氧化剂将废水中的有机物氧化成 二氧化碳和水，从而达到去除污染物的目的 。
适用范围广，处理效率高，极少有二次污染，氧化速率 快，可回收能量及有用物料
高效、稳定的催化剂和催化湿式氧化法和加入更强的氧 化剂（过氧化物）的湿式过氧化物氧化法
很有发展前途的水处理方法
(2) O2从气液界面向液相主体扩散，并达到污泥的表面； (3) 在液相污泥的表面发生化学氧化反应，产生挥发性脂
肪酸、氨基酸、CO2、H2O等物质； (4) 挥发性脂肪酸、氨基酸、CO2等物质扩散进入气液混合
物主体
湿式氧化处理剩余污泥反应动力学研究
试验装置示意
反应动力学模型
两阶段一级反应动力学模型
反应速率方程：
m=l ，n=0
t=0时，[c]=[c0]
不同温度下进行的湿式氧化的反应模型有3种：
3
种 基 本 模 式
两 阶 段 一 级 反
应
动
力
学
a)初始慢速引导期接一个快速反应期； b)没有引导期； c)初始快速引导期接慢速反应期
广义动力学模型
模型假设
假设A一B、A一C和B—C的反应均是一级反应， 则在一个理想的釜式反应器中有：
（3） （4）
退化期:
ROOH → RO·＋HO·
（5）
ROOH → R·＋RO·＋H2O
（6）
结束期:
R·＋R· → R－R
（7）
ROO·＋R· → ROOR
（8）
ROO·＋ROO· → ROH＋R1COR2＋O2（9）
有机物的湿式氧化反应是通过下列自由基的生成而进 行的
O2 → O·＋O·
简写为： t=0时，[Байду номын сангаас0]=[A]，[B]=[Bo]
反应动力学模型的验证
R2≥0.98
湿式氧化处理剩余污泥的研究
温度
因素
压力
停留时间
温度对有机物去除效果的影响
温度对BOD、COD去除的影响 温度对CODs/COD，BOD/COD 的影响
污泥中挥发分、污泥消化率随湿式氧化温度的变化
温度对氮、磷、pH、碱度变化情况的影响
O·＋H2O→ HO·＋HO· RH＋HO· → R·＋H2O R·＋O2→ ROO· ROO·＋RH· → R·＋ROOH
首先是形成HO·自由基，然后HO·自由基 与有机物RH反应生成低级羧酸ROOH， ROOH再进一步氧化形成CO2与H2O
为提高自由基引发的繁殖的速度，一种有效的方法是加 入过渡金属化合物 RH＋Mn+ →R·＋M(n-1)+＋H+ ROOH＋Mn+→M(n+1)+ ＋OH- ＋RO·
污泥中TN，NH3—N，pH， 碱度随湿式氧化温度的变化
温度对硫变化情况的影响
温度对上清液中硫酸根浓度的影响
压力对湿式氧化的影响
BOD, COD的变化曲线
CODs/COD，BOD／COD变化曲线
污泥中挥发分、污泥消化率随压力的变化
压力对氮、磷、pH、碱度变化情况的影响
污泥中TN，NH3—N，pH， 碱度随氧分压的变化