催化湿式氧化催化剂处理有机废水
湿式催化氧化法处理高浓度有机废水
3 湿式催化氧化法处理高浓度有机废水的发展趋势与展望
湿式催化氧化法处理高浓度有机废水具有很多优点： welcome to use these PowerPoint templates, New 该工艺不产生污泥，只有少量装置内部的清洗废液需要 单独处理。净化效率高，又可回收热能，流程简单，占 Content design, 10 years experience 地面积小等。但用于该工艺的设备需要耐高温高压、耐 腐蚀，所以，运行费用相对较高，且现有的催化剂一般 损耗较大，活性组分易流失。若使湿式催化氧化技术得 到长足的发展， 加强催化剂的研究具有极大的现实意义。 通过研究催化剂的选择、优化、催化剂再生等，开发更 高效、广谱、稳定的催化剂。 国内外研究与实践均证实，湿式催化氧化法是处理 高浓度难降解有机废水、 污泥的有效方法。 随着越来 越多新技术、新催化剂、新工艺不断被开发出来，湿式 催化氧化法的应用前景将更加广阔。
湿式催化氧化法处理高浓度有机废水
报告人：杨艳
1高浓度有机废水的来源与危害 2湿式催化氧化法原理及研究现状
3 湿式催化氧化法处理高浓度有机废 水的发展趋势与展望
1高浓度有机废水的来源与危害
随着现代工业生产规模的不断发展和扩大，高浓度有机 废水的污染问题也日益突出。 高浓度有机废水是指水中 COD 在2000mg/L 以上 ，甚至高达几万至几十万 ，而且有 些废水可生化性较差，BOD 值较低，BOD 与 COD 的比值 小于 0.3。 高浓度有机废水主要来自化学工业、制药工业、 农药生产、炼焦、造纸和印染工业等。
高浓度有机废水的危害主要有四个方面： ①需氧性污染危害：很多工业废水中含有大量的耗氧有机物， 耗氧有机物排入水体后，使被污染的水体缺氧甚至厌氧，水生 物死亡，并产生恶臭，恶化水质和环境。 氨和硫醇等难闻气体， welcome to use these PowerPoint templates, New 使水质进一步恶化，呈现发黑发臭的性状。 ②致毒性污染危害：工业废水中含有大量不易被微生物降解的 Content design, 10 years experience 有毒有机物，这些难降解有机物进入水体后，能长时间残留在 水体中，并通过食物链不断积累和富集，最终进入动物或人体 内产生毒性或其他危害，严重影响人类的身体健康。 ③酸碱污染危害：一些工厂如化工厂、化纤厂、造纸厂、味精 厂等排出含有大量有机酸和有机碱的废水， 改变了水体的 pH 值，恶化水体生态环境，干扰水体自净能力。 ④感官性污染危害：高浓度有机废水可使水体变色，发臭，失 去使用价值。
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。
催化湿式氧化
催化湿式氧化（Catalytic Wet Air Oxidation，简称CWAO）法是在湿式氧化（简称WAO）法基础上于八十年代中期国际上发展起来的一种治理高浓度有机废水的先进环保技术。
是在一定的温度、压力和催化剂的作用下，经空气氧化，使污水中的有机物及氨分别氧化分解成CO2 、H2O及N2等无害物质，达到净化的目的。
催化湿式氧化法具有净化效率高，流程简单，占地面积小等特点，有广泛的工业应用前景。
催化湿式氧化（CWAO）适用于治理焦化、染料、农药、印染、石化、皮革等工业中含高化学需氧量(COD)或含生化法不能降解的化合物（如氨氮、多环芳烃、致癌物质BAP等）的各种工业有机废水。
催化湿式氧化技术随着国民经济的高速发展，带动了石油、化工、制药、造纸、食品等行业的快速发展，同时含有高浓度难生化降解有机污染物以及氨氮化合物的排放量以更迅猛的速度成倍增长，这一问题越来越引起社会各界和政府环保部门的重视。
高浓度有机废水具有污染物含量高、毒性大、排放点分散、水量少，处理工艺复杂、投资和运行成本高及管理难等特点，而高浓度工业有机废水又是引发水体严重污染、生态环境恶化、威胁人体健康的主要污染物。
由于常规的物理化学和生化处理方法难以或无法满足对此类废水净化处理的技术及经济要求，因此，开发难降解高浓度有机工业废水高效处理技术已成为国内外现阶段亟待解决的难题。
在湿式空气氧化法发展起来的催化湿式氧化法由于采用了氧化催化剂,可在较湿式空气氧化法更加缓和的操作条件下,达到更高的处理效率,从而可大大降低投资和运行的费用，被认为是一种有广泛工业应用前景的废水处理新技术。
因废水种类和处理要求不同，难以明确CWO的技术经济性，但如用单位时间削减公斤废水COD所需费用来衡量，则CWO技术与生物法技术的运行成本相当，对几万COD以上的高浓度有机废水，其操作成本低于生物法。
由于催化湿式氧化技术具有的显著特点,其在国外已有约十年的成功应用历史，包括民用和军用共有200多个公开报道的用户.此技术难点在催化剂，鑫森碳业成功开发出高活性、低成本、寿命长、稳定性强的超氧化活性炭催化剂，为此技术产业化做出了极大的贡献，提供工业废水有机物处理，除高浓度COD、脱色整体解方案，包括“催化剂选型、优化设计、催化剂再生，工程规划、成本预算”等。
关于湿式催化氧化法的介绍
关于湿式催化氧化法的介绍湿式催化氧化法是在湿式空气氧化法基础上发展起来的。
湿式空气氧化法是美国的Zimmer-man在1994年开发的，又称WAO法。
在WAO法中加入催化剂的处理方法则称之为湿式催化氧化法，简称WACO法。
催化氧化设备湿式催化氧化法是一种处理高浓度难降解有机废水颇有潜力的方法。
它是指在高温(200～280℃)、高压(2～8 MPa)下，以富氧气体或氧气为氧化剂，利用催化剂的催化作用，加快废水中有机物与氧化剂间的呼吸反应，使废水中的有机物及含N、S等毒物氧化成CO2、N2、SO2、H2O，达到净化之目的。
对高化学含氧量或含生化法不能降解的化合物的各种工业有机废水，COD 及NH3-N去除率达到99% 以上，不再需要进行后处理，只经一次处理即可达排放标准。
催化氧化设备湿式氧化法一般在高温(150°C～350°C)高压(5～20MPa)操作条件下，在液相中，用氧气或空气作为氧化剂，氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物的一种处理方法，最终产物是二氧化碳和水。
在高温高压下，水及作为氧化剂的氧的物理性质都发生了变化。
催化氧化设备在室温到100°C范围内，氧的溶解度随温度的升高而降低，但在高温状态下，氧的这一性质发生了改变。
当温度大于150°C，氧的溶解度随温度的升高反而增大，且其溶解度大于室温状态下的溶解度。
同时氧在水中的传质系数也随温度升高而增大。
因此，氧的这一性质有助于高温下进行的氧化反应。
催化氧化设备氧化反应速度受制于自由基的浓度。
初始自由基形成的速率及浓度决定了氧化反应“自动”进行的速度。
若在反应初期加入双氧水或一些C—H键比较薄弱的化合物(如偶氮化合物)作为启动剂，则氧化反应速度可加速进行。
为提高自由基引发和繁殖的速度，另外一种有效的方法是假如过渡金属化合物，可变化合价的金属离子M可以从饱和化合价中得到或失去电子，导致自由基的生成并加速链发反应。
湿式催化氧化法在工业废水处理中的应用
湿式催化氧化法处理原理与工艺流程更新时间：3-3 13:56湿式催化氧化法(CWAO)是20世纪80年代国际上发展起来的一种治理高浓度有机废水的新技术。
是在一定温度、压力下，在催化剂作用下，经空气氧化使废水中的有机物、氨分别氧化分解成CO2、H2O及N2等无害物质，达到净化目的。
其特点是净化效率高，流程简单，占地面积少。
可使焦化废水中CODc,和NH3 -N 的去除率分别达99．5％和99．8％。
经日本大阪瓦斯公司估算，治理费用与生化法接近，但治理后出水水质，远优于生化法，可达到回用水质。
湿式催化氧化法处理原理与工艺流程湿式催化氧化法(CWAO法)在各种有毒有害和难降解的高浓度有机废水处理中非常有效，具有很高实用价值。
加入适宜的催化剂以降低反应所需温度和压力，提高氧化分解能力，缩短时间，防止设备腐蚀和降低成本。
应用催化剂加快反应速度，主要原因，其一降低了反应的活化能；其二改变反应历程。
废水在高温高压下，在保持液相状态时通人空气，在催化剂的作用下，对焦化废水污染物进行彻底的氧化分解，使之转化为无害物质，从而使废水得到深度净化。
如废水中含氮化合物的氨氮、氰化物、硫氰化物、有机氧化物等经分解后，最终生成N2、CO2、SO42-等。
NH3+3／4O2=3／2H2O+1／2N2NH4SCN+7／2O2=N2+ H2O+H2SO4+CO2废水中的酚类、烃类以及一般构成COD的组成，经催化湿式氧化后也生成CO2和H2O 等。
C6H5OH+7O2=6CO2+3H20其处理工艺流程如图1所示。
图1 CWAO法工艺流程1-贮存罐；2-分离器；3-健化反应器；4-再沸器；5-分离器；6- 循环泵；7- 透平机；8-空压机；9-热交换器；1O-高压泵其工艺过程为：废水通过贮存罐由高压泵打入热交换器，与反应后的高温氧化液体换热，使温度上升到接近于反应温度后进入反应器。
反应所需的氧由压缩机打入反应器。
在反应器内，废水中的有机物与氧发生放热反应。
催化湿式氧化过程模拟
催化湿式氧化过程模拟湿式氧化过程模拟是一种重要的技术，用于处理废水中的有机污染物。
该过程利用催化剂加速氧化反应，将有机污染物转化为无害的物质。
本文将介绍湿式氧化过程模拟的原理、应用和优势。
湿式氧化过程模拟是一种在高温和高压下进行的化学反应，通过将氧气溶解在水中，并添加催化剂，可以将有机污染物氧化为无害的物质。
催化剂在反应过程中起到促进反应速率的作用，减少反应温度和压力的要求。
该过程模拟了自然界中的湿式氧化过程，但在实验室中进行，控制反应条件，使其更加高效和可控。
湿式氧化过程模拟在废水处理中有广泛的应用。
它可以有效地去除废水中的有机污染物，如苯、酚、醛等。
这些有机污染物通常难以通过传统的物理和化学方法进行去除，但在湿式氧化过程中，它们可以被氧化为无害的二氧化碳和水。
因此，湿式氧化过程模拟被广泛应用于化工、制药、印染、食品等行业的废水处理中。
湿式氧化过程模拟具有许多优势。
首先，它可以在较低的温度和压力下进行反应，从而降低能源消耗和设备成本。
其次，催化剂可以提高反应速率，使反应更加高效。
此外，湿式氧化过程模拟可以处理高浓度和难降解的有机废水，具有较高的处理效率和稳定性。
最后，该过程不会产生二次污染物，符合环保要求。
在湿式氧化过程模拟中，催化剂的选择非常重要。
常见的催化剂包括金属氧化物、金属酸盐和过渡金属催化剂等。
催化剂的选择应根据废水的性质和需要去除的有机污染物来确定。
此外，催化剂的活性和稳定性也是考虑的因素，以确保催化剂在反应过程中具有较长的寿命和较高的效率。
在实际应用中，湿式氧化过程模拟通常与其他废水处理技术结合使用，以提高处理效果。
例如，可以与生物处理技术结合，将湿式氧化过程用于初级处理，去除废水中的有机污染物，然后再通过生物处理去除残余的有机物。
这种组合处理技术能够同时达到高效去除有机污染物和降低处理成本的目的。
总之，湿式氧化过程模拟是一种重要的废水处理技术，通过催化剂加速氧化反应，将有机污染物转化为无害的物质。
科技成果——催化湿式氧化(CWAO)高浓有机废水处理技术
科技成果——催化湿式氧化（CWAO）高浓有机废水处理技术所属行业工业废水治理技术开发单位中国科学院大连化学物理研究所适用范围化工、冶金等行业高浓有机废水处理行业现状辽宁省石油化工、精细化工企业多，污水排放量大，处理技术不过关，出水水质不合格。
化工废水成分复杂，反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物，增加了废水的处理难度；废水中含有大量有机污染物，COD Cr高、含盐量高，主要是由于原料反应不完全和原料或生产中使用大量溶剂造成的。
化工行业高浓有机废水平均COD Cr排放量为20kg/t。
精细化工废水中有许多有机污染物对微生物是有毒有害的，如卤素化合物、硝基化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等；生物难降解物质多，B/C比低，可生化性差。
成果简介1、技术原理CWAO反应机理为：在高温（200-280℃）和高压（2-7.5MPa）条件下，空气中的氧气在催化剂表面生成强氧化性的·OH自由基，·OH 将有机污染物及含N、S等的毒物直接氧化为CO2、H2O及N2、SO2-等4无害物排放；在此过程中没有NOx、SO2和HCl等有害气体产生，通常不需要尾气净化系统。
因而在现有的有机废水处理工艺中，CWAO 对大气造成的污染最低。
该技术具有应用范围广、净化效率高、占地面积小、能耗低、二次污染少等优点，具有广阔的应用前景。
2、关键技术及减污技术细节该CWAO废水处理装置主要由储送单元、换热单元、反应单元、尾气吸收单元组成。
（1）储送单元储送单元主要功能为废水与空气的储存及输送、反应后液体和气体的分离及输送。
储送单元将来自工业化装置的高浓度废水收集储存并调整。
废水由工业化装置预处理，经检测达到入口条件后，通过废水来源管线进入废液储罐中储存，储罐出水经过滤后经废水计量泵增压至反应压力。
空气经空压机增压后与废水通过管道混合器混合后送入换热单元。
储送单元同时将反应后的气液混合物进行气液分离后，气体送往尾气吸收单元，液体经地沟去集水井。
催化湿式氧化法对废水处理效率及工艺
催化湿式氧化法对废水处理效率及工艺莱特莱德通过对碱渣废水性质和湿式氧化技术特点的分析，对采用催化湿式氧化法处理含硫碱渣废水的可行性进行了初步论证，并在此基础上提出串联式二级湿式氧化工艺流程，预计可使废水中的硫化物100%地降解并且可回收废水中的环烷酸和酚。
一、催化湿式氧化法对石油炼制废水处理说明在石油炼制和加工过程中，产生含有高浓度硫化物和难降解有机物的碱渣废水，其CODcr、硫化物和酚的排放量高达炼油厂污染物排放总量的40%～50%，直接影响到污水处理设施的正常运转和污水的达标排放。
这部分碱渣废水具有强碱性，且含有具有回收价值的有机物，在排入污水处理厂前一般要用酸进行回收中和处理，这样废水中的硫化物就转化成硫化氢，容易逸出造成人员中毒事件。
二、催化湿式氧化法处理碱渣废水的现状碱渣废水主要含Na2S、硫醇、硫醚、硫酚、噻酚、酚、环烷酸等，属高浓度难降解的有机含酚废水，主要来自液态烃碱精制过程、汽油碱洗过程、柴油碱洗过程、乙烯化工厂乙烯裂解气碱洗过程等。
污染物的种类和浓度因原油种类和加工过程的不同有很大差异。
三、催化湿式氧化法处理高浓度废水优势湿式氧化工艺在处理高浓度难降解有机废水方面有其独特的优势。
在处理类似的高浓度有机含酚废水方面，采用自行研制的固体催化剂，在200～300℃、1.5～9.0MPa条件下，接触反应0.12～3.0h，不经稀释一次处理即可将废水中高含量的CODcr、氨氮等污染物催化氧化成CO2、N2和H2O等，每天处理能力达60m3。
用湿式氧化法降解高浓度苯酚配水，在1L 高压釜中，反应温度为150～250℃、氧分压为0.7～5.0MPa的条件下，经过30min的氧化，对CODcr的去除率为52.9%～90%，苯酚分解86%～99%，并且有机物去除量与原水浓度成正比。
四、催化湿式氧化法处理碱渣废水研究在湿式氧化处理碱渣废水的研究上，研制开发出湿式空气氧化法工业化应用装置，应用于石化废碱液、烯烃生产废洗涤液等有毒有害工业废液的处理，处理效率高，反应时间短，但其对反应器要求十分苛刻，限制了其推广应用。
科技成果——催化湿式氧化处理高浓度有机废水技术
科技成果——催化湿式氧化处理高浓度有机废水技术技术开发单位中科院大连化物所学科领域环保减排项目阶段成熟产品成果简介催化湿式氧化（Catalytic Wet Air Oxidation，简称CWAO）技术是在一定的温度、压力和催化剂的作用下，经空气氧化，使污水中的有机物及胺类分别氧化分解成CO2、H2O及N2等无害物质。
CWAO技术具有净化效率高，流程简单，占地面积小等特点，有广泛的工业应用前景。
CWAO技术适用于治理焦化、染料、农药、印染、石化、皮革等工业中含高化学需氧量（COD）或含生化法不能降解的化合物（如氨氮、多环芳烃、致癌物质BAP等）的各种工业有机废水。
我国国内CWAO尚处于正在进行产业化阶段，目前国内仅有少数几套催化湿式氧化设备，并且多为日本大阪煤气公司的技术，因此该公司的技术使用费及催化剂价格等很高，极大限制了该项技术在国内的推广应用。
大连化物所拥有从事环境治理技术研究的专业队伍，在油田含油污水处理及资源化利用、化工行业废水处理方面已有20多个项目成功实施。
先后承担了“863”、“973”等国家攻关项目，主持过国家“十五”863重大项目“湿式氧化催化剂和反应器的研制与开发”课题以及“十一五”863重点项目“高浓度难降解有机废水处理新技术开发”中“强化催化氧化集成技术与装备”课题，技术实力雄厚。
我所在二十世纪八十年代末即开展催化湿式氧化处理高浓度有机废水技术的研究，至今已建立起了九套小试连续反应装置以及四套工业化装置：深圳市危险废物处理站有限公司（24t/d）、万华化学集团股份有限公司（48t/d）、天津北方食品有限公司（80t/d）和北京天罡助剂有限责任公司（72t/d），制备出拥有自主知识产权的贵金属：稀土金属双组分催化剂（专利号：CN1084496A），其各项指标达到国际水平，所研制成功的车载型催化湿式氧化处理废水装置（最大处理量为0.5t/d），已顺利地通过了由国家经贸委组织的技术鉴定，获准进行工业化应用批量生产，并且其已被列入国家“十五”期间环保重点攻关项目的新产品。
湿式空气催化氧化
湿式空气催化氧化
湿式空气催化氧化（Wet Air Oxidation，WAO）是一种利用高温和高压下的氧化反应处理废水和废气的技术。
该技术主要是将废水或废气与氧气在高压高温条件下混合，通过催化剂的作用进行氧化反应。
在湿式空气催化氧化中，废水或废气先通过预处理系统去除固体杂质和悬浮物，然后被引入反应器中，在高温（通常在
150-320摄氏度）和高压（通常在1-25兆帕）条件下与氧气混合。
同时，催化剂也被添加到反应器中。
催化剂可以加速氧化反应的速率，提高反应效果。
湿式空气催化氧化可以有效地氧化废水中的有机物和有害物质，使其转化为无害的化合物或降低其毒性。
这项技术具有处理能力大、反应效率高、操作稳定等优点，并且可以在较短的时间内完成处理过程。
湿式空气催化氧化技术在废水处理、废气处理、固体废弃物处理等领域得到了广泛的应用。
它可以有效地处理含有有机物的废水，如市政污水、工业废水等。
此外，它还可以用于气体净化领域，如处理含有有机物的废气和恶臭气体等。
然而，湿式空气催化氧化技术也存在一些挑战和限制，如较高的能耗、催化剂的选择和再生、废气排放等。
因此，在实际应用中，需要综合考虑技术的经济性、可行性以及环境可持续性等因素。
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精品整理
催化湿式氧化催化剂处理有机废水
在过去的几十年里，快速的工业化和城市化进程导致石油、化工、制药、纺织等行业大
量高毒性难降解的有机化合物废水排放到自然界，对环境安全和人类健康造成严重威胁。随
着世界各国对环境治理的日益重视，废水的深度处理技术成为研究的热点。高级氧化技术包
括芬顿、湿式空气氧化、双氧水氧化和光催化等是处理高毒性难降解有机污染物的日渐成熟
的技术，在废水处理领域应用广泛。
湿式空气氧化(WAO)技术是一种废水处理的高级氧化技术。WAO技术在高温高压下产
生诸如径基自由基等活性物种，被认为在处理高浓度有机物废水(化学需氧量
(COD)10-100g/L)或难生物直接降解有毒污染物方面具有很大的潜力。WAO工艺可将高毒性
难生物降解有机化合物在它们被释放到环境中之前分解成毒性较低、易于处理的小分子有机
物。一般来说，这个反应过程在较高温度(200-3259)和压力(5-15MPa)下通过产生活性氧物种
来进行。废水在气液固三相反应器中的停留时间在15分钟到120分钟的范围内，COD的去
除程度可以通常为75%-90%。
WAO工艺的一个主要缺点是无法实现有机物的完全矿化。一些最初存在于废水中或氧
化过程中积聚在液相中的小分子量含氧化合物(例如甲醇、乙酸和丙酸等)很难进一步转化为
二氧化碳和水，达到完全矿化。此外，废水中有机氮化合物的主要转化产物为氨，而氨在
WAO的运行条件下也很稳定，难以进一步转化处理。这些物质如果想完全转化可能需要更
高的反应温度和压力。因此，WAO过程在一些情况下被认为是废水预处理步骤，需要额外
的处理过程配合。
为了缓和WAO工艺中严苛的温度和压力操作条件，研究者将催化剂引入到WAO体系
中一起使用，这种含催化剂的操作过程被称为催化湿式氧化(CWAO)。在CWAO中，难降
解有机化合物在催化剂存在下可以在温和的操作条件(低温和低压)下实现更深度的氧化，从
而相比WAO减少了投资和运营成本。与传统的湿空气氧化法相比，催化湿式氧化(CWAO)
由于催化剂的存在，反应可以达到较高的氧化速度和程度，人们可以使用较为缓和的反应条
件将化学需氧量降低到与非催化过程相同的程度。
一、催化湿式氧化机理
催化湿式氧化是一种在温和条件下处理毒性难降解有机污染物废水最常见的方法。其工
艺流程如图1所示。废水加压预热与同等压力的压缩空气混合后进入到反应器中，在反应器
内催化剂的作用下发生催化氧化分解。装置开始运行时，在加热设备的作用下达到反应的起
始温度，当反应器中催化湿式氧化反应持续进行后，可利用氧化反应放出的热量取代加热来
维持反应温度。反应后的气液混合物经过热回收、气液分离后排出。
精品整理
相比WAO过程，CWAO过程可以在较低的温度和压力下将溶解在液相中的有机化合物
在催化剂作用下被空气或氧气氧化处理。用于CWAO过程的催化剂需要具备以下优点：价
格低廉、耐腐蚀、具有足够的催化活性位点、并且能够得到高的氧化程度或者将有机物完全
矿化。在CWAO工艺中，大分子量有机化合物被催化剂作用下的空气或氧气氧化降解的途
径如图2所示。从图2中可以看出，大分子有机物部分被完全矿化生成二氧化碳和水，部分
先生成小分子量有机化合物，然后再进一步矿化生成二氧化碳和水。
催化湿式氧化法是在一定温度和压力下进行的气液固三相催化反应。目前学术界多数研
究者认为在其中发生的是自由基链式反应，包括链的引发、链的传递和链的终止。链的引发
主要是有机物在高温高压条件下与氧气发生作用，诱发产生最初的烷基自由基物种
(R#12539;)，或者加入的双氧水等氧化剂与催化剂作用生成轻基自由基，反应历程如下：
自由基分子直接发生快速的相互反应或者自由基与反应物分子相互作用，引发系列链反
应，产生酯基自由基(R00#12539;)、径基自由基(H0#12539;)以及桂基自由基(R#12539;)，具
有强氧化性的径基自由基氧化有机污染物，自由基之间相互碰撞生成稳定的分子，使链的增
长过程中断，反应停止。催化剂是CWAO过程的核心，催化剂的选择性对CWAO过程的可
行性非常重要。下面将对用于CWAO处理模拟污染物和工业废水的均相催化剂和多相催化
剂分别进行分析。
二、均相催化剂
从上世纪80年代起，国内陆续开展均相催化湿式氧化的研究。张秋波等釆用均相催化
湿式氧化法处理煤气化废水，以Cu(NO3)2和FeCl2的混合物为催化剂，废水的COD去除
率达到65%-90%，酚、氧、硫化物的去除率接近100%。唐文伟等均相催化湿式氧化处理乳
化液废水，发现单一金属盐催化活性顺序为：Cu(NO3)2MnSO4CoCl2。在200°C氧分压
0.931.16MPa、进水COD48400mg/L条件下反应2h时，COD去除率达到86.6%,在较宽进水
浓度范围内有较高的去除率。
均相催化剂催化活性高、反应速率快、设备简单易操作，但是存在着催化剂回收困难、
金属离子容易流失造成二次污染等问题，应用一直受到限制。均相过渡金属催化剂需要从处
理后废水中分离并回收重新送入反应器入口或者直接废弃。因此，均相催化剂的使用必须根
据现有污水或固废的排放标准进行提前评估。
三、多相催化剂
非均相催化剂(固体催化剂)是催化湿式氧化近些年研究的热点，具有稳定性好、活性高、
易分离的优点，使反应流程大大简化。按照活性组分的不同可以将催化剂分为贵金属催化剂
和非贵金属催化剂两大类。虽然贵金属催化剂对有机污染物废水具有很好的氧化性能，但价
格比较昂贵且废水中含有的硫和卤族元素极易使贵金属中毒失活，因此，开发廉价的非贵金
属催化剂，降低工艺成本成为研究者的选择。常见的非贵金属活性组分有铜、铁、猛以及稀
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土元素等。
以氧化铜为催化剂，在127-160°C、8-16bar的压力下催化湿式氧化处理苯酚废水，苯
酚的矿化率达到77%,生成毒性较低的中间物种。Kim等研究了丫-人叨彳负载Fe、Cu、Ni、
Co、Mn等过渡金属催化湿式氧化处理苯酚模型废水。CuOx/Y-Al203@具有最高的还原能力
而表现出最优的催化性能。研究还发现，以CuOx/丫-A.Os为催化剂催化湿式氧化处理苯酚
时的最佳负载量在7wt#12539;%左右，在这其中CuO占负载铜的氧化物质量比大约在
10wt%-25wt%。
铜催化剂的主要缺点是在高温酸或碱条件下容易溶出，因此限制了其在工业中的应用。
中科院大连化学物理研究所通过类水滑石前驱体制备了Cu-Zn-Al-O复合氧化物催化剂，在
180°C、2.5MPa压力下处理苯酚模拟废水，2小时后的COD去除率达到90%以上。该催化
剂Cu的流失量仅为0.1ppm，相比传统方法制备的Cu-Zn-Al-O复合氧化物催化剂3.4ppm的
Cu的流失量，有了很大的降低。这是由于制备的复合氧化物晶格能发生了变化，铜离子被
限定在比较稳定的晶格结构中，铜离子的流失得到很好的控制。
以CeO2为代表的稀土元素氧化物具有良好的氧化还原性能，较强的耐酸碱腐蚀性，被
普遍的用于多相催化剂的载体和活性组分。在150°C、3.5MPa的压力下催化湿式氧化处理
苯酚废水，以CeO2-TiO2催化剂，在2小时内就已经将苯酚完全去除，而且Ce和Ti的溶
出量很低，催化剂表现出很好的活性和稳定性。
综上可以看出，非贵金属催化剂用于催化湿式氧化反应具有很好的反应性能，铜表现出
较强的催化效果。但金属溶出问题大大限制了非贵金属催化剂在废水处理中的实际应用。通
过添加稀土元素或改变氧化物晶格结构有望降低金属溶出量。
四、结论与展望
(1)催化湿式氧化技术是在湿式氧化的基础上加入适宜的催化剂，使反应温度和压力降
低，提高氧化分解能力，缩短反应时间，降低成本。催化湿式氧化催化剂具备价格低廉、耐
腐蚀、高机械强度、具有足够的催化活性位点、运行稳定并且能够深度氧化或者将有机物完
全矿化的特点。
(2)以过渡金属为主的非贵金属催化剂价格低廉，活性较高，有替代贵金属催化剂的潜
力。但过渡金属离子的溶出问题限制了其工业应用。过渡金属和稀土金属功能复合以及晶格
间隙嵌入都可以有效缓解金属溶出，为了将促进非贵金属催化湿式氧化工艺的实际应用。(