催化湿式氧化催化剂处理有机废水

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（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（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。

催化湿式氧化（CWAO）技术
国际上CWAO技术的发展
二十世纪五十年代，国际上开始兴起了一种湿式氧化技术，由zimpro公司首次在芝加哥建立了湿式氧化装置，用于城市污泥的处理；
在美国、日本等工业国家开始用于工业废水的处理，降解有机物效率高，因反应条件为高温高压，后添加催化剂降低反应条件，即催化湿式氧化技术（CWAO）；
该技术在国外已成功应用30多年，公开报道的有几百例用户。

催化湿式氧化技术原理
技术原理：在一定温度压力（200~280℃，2~8 MPa）条件下，催化剂作用下，废水中的有机物被空气中的氧气氧化，大分子有机物被打断成小分子，大部分矿化成CO2和H2O;
技术特点：不产生硫氧化物，氮氧化物和二噁英等废气，也不产生污泥。

当进水COD＞15000 mg/L 时，催化湿式氧化装置可实现自热，不需要额外热源。

装置占地面积小、集成化和自动化程度高。

催化湿式氧化技术特点
1、适用范围广，处理效率高：适用于治理焦化、染料、农药等工业中含高COD或难生化降解的化合物（如氨氮、多环芳烃、致癌物质 BAP等）的各种工业有机废水有较好的处理效果；
2、设备集成度高、占地面积小、自动化程度高：换热单元、反应单元、储运单元、分离单元四部分组成；
3、能耗低：反应系统可实现自热，不需要提供辅助燃料，节能效果明显，处理成本低，吨水处理费用100元以内；
4、二次污染低：反应过程中没有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，催化湿式氧化对大气造成的污染最低。

5、一次性投资较高：高于普通生化、芬顿等处理工艺；。

催化湿式氧化处理工业废水的研究现状和发展趋势摘要：催化湿式氧化技术（CWAO）就是在传统的湿式氧化处理工艺中加入特殊催化剂降低氧化反应的活化能，在不降低处理效果的情况下，尽力降低反应温度和压力，使之在常温常压下进行氧化反应。

本文从催化湿式氧化技术处理难降解有机工业废水的发展、机理和研究进展进行综合和评述关键词：催化湿式氧化；催化剂；废水；处理；1.催化湿式氧化的发展湿式氧化技术（Wet Air Oxidation）简称WAO，是从20世纪50年代发展起来的一种重要的处理有毒有害、高浓度的有机废水的处理方法，但WAO法在实际应用上还存在着许多的局限性：WAO氧化反应需要在高温（125～320℃）、高压（0.5～20MPa）下进行，去除率不好，氧化过程中有可能产生某些有毒的中间体等问题；自70年代以来，发达国家十分重视开发新的水处理技术，以期提高处理效率和降低处理成本，出现了在WAO基础上发展起来的一系列新技术，例如使用高效、稳定的催化剂的湿式氧化技术（Catalytic Wet Air Oxidation，简称CWAO）、加入强氧化剂（如过氧化氢、臭氧、二氧化氯等）的湿式氧化技术（Wet Peroxide Oxidation，简称WPO）和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（Supercritical Wet Oxidation，简称SCWO），它们能大大地改善WAO法的工作条件和降解效率。

催化湿式氧化根据所用催化剂的状态，可将催化剂分为均相催化剂与非均相催化剂两类，催化湿式氧化也相应可分为均相催化湿式氧化和非均相催化湿式氧化[1]。

2.催化湿式氧化的机理由董俊明[2]的过氧化氢催化湿式氧化处理难降解废水技术的研究表明湿式氧化去除有机物的氧化反应主要属于自由基反应。

通常分为3个阶段，即链的引发、链的发展或传递和链的终止。

2.1链的引发由反应物分子生成最初自由基，这个过程因为断裂分子中的键需要一定能量，常加入引发剂，如双氧水、热离解等方法诱发。