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催化湿式氧化 技 术 简 介 催化湿式氧化技术简介 在我国，高浓度有机废水的综合治理一直未得到根本解决，尤其是对难生物降解的高浓度化工工业有机废水的治理更为困难。这类废水的COD浓度高，而且含有多种生物毒害物质，成分较为复杂，其BOD5／COD值很低，远小于业界公认的较难生化值0.3和不易生化值0.25。传统的污水生化法处理已经不能满足其需要，难降解高浓度有机废水的高效处理已成为国内污水处理行业亟待解决的难题之一 。 目前我国大部分化工企业在废水处理方面通常采用的方式是对废水进行简单的预处理后进入生化池进行生化处理。虽然生化法是技术比较成熟的工业化方法，处理成本较低，但由于工业有机废水毒性高，且含有很多难以生物降解的有机物，因而采用这种方式处理的废水往往难以取得理想的效果。而传统的物理化学方法在去除废水毒性以及提高废水的可生化性等方面存在不足，有些物理法预处理技术并不能彻底降解有毒成分，从而导致污染的转移和二次污染等。因此必须将毒性高、难生物降解的污染物在预处理阶段彻底降解或转化为易降解的物质，再经过生化处理以达到理想的处理效果。 2O世纪7O年代以来，在传统WAO技术基础上发展起来的催化湿式氧化(catalytic wet air oxidation，简称CWAO)技术，是针对以上问题而开发的一项新型水处理技术，它是在高温、高压条件下，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，生成CO2、N2和水等无机物和小分子有机物，无二次污染产生的一种新型水处理技术。与常规方法相比，CWAO技术具有适用范围广、高效、节能、二次污染小以及不产生污泥等优点。目前主要是应用于处理废水浓度于燃烧处理而言太稀，于生物降解处理而言浓度却太高，且具有较大毒性的工业有机废水，如焦化、印染、制药、农药、造纸黑液、含氰化合物等工业废水。 湿式氧化工艺自问世后，很快在工业上获得应用。据估计，目前世界上已有300多套工业装置在处理高浓度有机废水，这些装置已遍布亚非欧美澳五大洲，十多个国家，我国除了宝钢等企业引进日本的几套装置，还未见到其他相关报道。WAO被美国EPA指认为当今先进污水处理技术中最有前途的无二次污染的洁净工艺。我国国家高技术研究发展计划?(863计划)曾经立项《湿式氧化催化剂和反应器的研制和开发》，国家经贸委、国家税务总局公布《当前国家鼓励发展的环保产业设备（产品）目录》（第二批）中，包括了高浓度有机废水催化湿式氧化处理成套设备的条目。中国石化协会在其《石化产业振兴支撑技术指导意见》中明确提出要大力推广催化湿式氧化技术。 一、催化湿式氧化技术研究现状 催化湿式氧化技术(CWAO)是在催化剂存在下，通入空气或氧气，在一定温度和压力(150-300℃, 图1 基本的湿式催化氧化流程 4.0-15MPa)条件下对有机废水进行一步净化处理的高级氧化技术。废水中的C,H,O, N分别以CO2,H2O和N2形式排放，无二次污染。它的基本流程如图1所示，废水通过高压泵加压送入换热器、预热器，并同时由空压机鼓入空气。送入的废水、气在加热器内加热升温，达到预定的分解反应起始温度后送入反应器，废水在反应器中与催化剂接触，发生湿式催化氧化反应，最终产生的汽水混合物经热回收后被冷却，再经气液分离器，气体CO2，N2排入空中，而净化水达标后可排放或循环使用。 催化湿式氧化技术(CWAO)的特点是： A:适用范围广。几乎能有效地处理各类高浓度有机废水，特别适合于毒性大、难以用常规方法处理的农药、染料、制药、焦化煤气、造纸、合成纤维等行业的废水处理。但从技术经济上考虑，COD范围在8000-200000(mg/L)为宜。 B:处理效率高。选择适当的温度、压力和催化剂，可去除95%以上的有机物。 C:氧化速度快、装置小，占地面积少(与常规方法比较)，反应时间短(30-60min)。 D:可回收能量。该系统的反应热可用来加热进料，进水浓度越高可回收的热量越多。 E:运行费用较低。CWAO工艺虽然一次性投资较多，但运行费用低。 大阪煤气公司对此作过经济性比较：与生物法比较，化学制药和造纸黑液废水的总处理费用，CWAO法分别低43.7%和36.2%(催化剂的贵金属含量为2.1%，载体为TiO2/ZrO2)。 CWAO有两个关键技术，一是高温、高压成套设备，另一核心技术是催化剂。通过对CWAO工艺的成本进行分析，催化剂成本为总造价的60～80%。因此，研制廉价、高效、稳定的催化剂是CWAO技术的关键。 三、CWAO催化剂载体的研究 催化剂是催化湿式氧化技术的核心，目前CWAO催化剂研究的焦点主要集中在催化活性成分的研究上，研究较多的湿式氧化催化剂活性成分包括贵金属类、过渡金属类和稀土类催化剂，真正投入工业化应用的催化剂目前主要是贵金属类，对催化