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2023
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湿式氧化技术介绍
作者：
环科
湿式氧化技术自20世纪50年代以来已成为一种有效处理有毒有害、高浓度有机废水的水处理方法。然而，国内从80年代才开始对该技术进行深入研究。此技术需要在高温高压的条件下，以空气中的氧气作为氧化剂，在液相中将有机污染物转化为二氧化碳和水等无机小分子或有机小分子的化学过程。
湿式氧化技术的特点在于其应用范围广泛，几乎可以无选择地有效处理各类高浓度有机废水。在合适的温度和压力条件下，其COD处理率可达90%以上；同时，它对有机污染物的氧化速率快，一般只需30到60分钟。此外，湿式氧化技术具有二次污染少的特点。
湿式氧化技术适用于处理高浓度小流量的工业废水，但对于低浓度大流量的生活污水则不经济。近年来，人们对传统的湿式氧化技术进行了改进，例如使用高效、稳定的催化剂的湿式催化氧化技术、加入强氧化剂（如双氧水和臭氧等）的湿式氧化技术以及利用超临界水的良好特性来加速反应进程的超临界水湿式氧化技术。这些改进极大地改善了湿式氧化的工作条件和降解效率，使其更具实用性和经济性。
在处理含有机磷和有机硫农药的废水中，湿式氧化技术在180到230℃、7到15MPa的条件下，使有机硫转化为硫酸、有机磷转化为磷酸。当反应温度为204到316℃时，包括碳氢化合物和氧化物在内的多种化合物的分解率均接近99%。对于难以氧化的氯化物，如多氯联苯、滴滴涕和五氯苯酚等，使用混合催化剂进行湿式氧化技术处理，其去除率可达85%以上。在处理造纸黑液方面，控制反应温度为150到350℃，压力为5到20MPa，处理后废水COD去除率可达90%以上。
湿式氧化反应在高压空气注入和反应温度为300℃的条件下进行，一般分为三个阶段：热分解阶段、局部氧化阶段和完全氧化阶段。在热分解阶段，大分子量的有机物溶解和水解（但没有被氧化），其反应速度随温度升高而加快。在局部氧化时，大分子量的有机物氧化分解成为分子量较低的中间产物。如甲酸、乙酸、甲醛等。在最后的完全氧化阶段，中间有机产物进一步氧化成二氧化碳和水。氧化阶段主要决定于有机物的氧化活化能和处理时的温度、压力等条件，反应时自身生成的热量即可用来维持反应的高温，在高温高压作用下，加速了反应速率，强化了气液两相传质，同时也提高了氧气在水中的溶解度。
常见的工业化规模的湿式氧化工艺流程如下：待处理的废水经高压泵增压后在热交换器内被加热到反应所需的温度，然后进入反应器；同时空气或纯氧经空压机压入反应器内。在反应器内，废水中的可氧化的污染物被氧气氧化。反应产物排出反应器后，先进入热交换器，被冷却的同时加热了原水；然后，反应产物进入气液分离器，气相（主要为氮气、二氧化碳和少量未反应的低分子有机物）和液相分离后分别排出。
湿式氧化工艺的显著特点是处理的有机物范围广、效果好，反应时间短、反应器容积小，几乎没有二次污染，可回收有用物质和能量。然而，湿式氧化发展的主要制约因素是设备要求高、一次性投资大。
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