污水处理

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1.1湿式氧化装置

（1）技术简介

湿式催化氧化（WAO）技术是目前研究较为活跃的氧化技术之一。它在高温度（125~320℃）、高气压（0.5~20MPa）条件下，以空气中的氧气为氧化剂（有时也使用O3、H2O2等），将废水中有机物氧化分解为CO₂和H₂O等无机物或小分子有机物。

由于传统湿式氧化法温度高、压力大、停留时间长，对某些难降解有机物反应要求苛刻，所以后期逐渐发展出了湿式催化氧化法（CWAO）。

CWAO是在WAO的基础上添加了适宜的催化剂，以降低反应温度和压力，缩短反应时间，提高氧化效率，降低成本。CWAO在高温（80-180℃）、高压（1-5 MPa）及有催化剂存在的条件下，在液相中使用氧气或空气作为氧化剂，将水中溶解态或者悬浮态的有机物或还原型无机物氧化分解为二氧化碳、水、氮气等无毒无害的物质的方法。CWAO技术具有处理效率高，反应时间短、氧化速度快，无二次污染等特点。用CWAO处理化工废水，在去除部分有机污染物的同时，可提高其生化降解性，对于高浓度、高毒性、对生物法有抑止作用废水尤其效果独到。因为反应是在完全封闭的条件下进行的，且污染物往往处于液相中，少量排放的气体主要是氧气和二氧化碳，不仅具有较高的经济价值而且还有很高的环境效应。

湿式催化氧化法的催化剂一般分为金属盐、氧化物和复合氧化物这3类。按催化剂在体系中的存在形式，又可将湿式催化氧化法分为均相湿式催化氧化法和非均相湿式催化氧化法。均相湿式催化氧化法中催化剂是以离子形式存在，较难从废水中回收和再利用，且易造成二次污染。在多相湿式催化氧化法中，由于固体催化剂不溶解，不流失，活化再生及回收都较容易，所以应用前景广阔。

（2）工艺流程

废水经高压进料泵加压后与从空气压缩机来的空气混合后，送入换热器与从反应器出口来的热物料换热，然后进入二级换热器加热到反应温度，导入氧化反应器。废水中有机物被氧化，同时反应释放出的热量使混合液体的温度维持恒定。反应器内流出的液体的温度、压力均高，经过气液分离后，液体用于给原料预热，气相含有大量可凝气，可用于制备低压蒸汽回收热量，同时也可用于汽轮机做功，最后所有废气再经过尾气吸收塔处理后高空达标排放。

催化湿法氧化工艺流程

（3）技术特点

反应条件温和：与常规WAO技术相比，CWAO技术需要的反应温度及反应压力较低；

处理效率高：CWAO技术可使多数有机废水的COD去除率达90%以上，且出水可生化性得到较大提高；

装置占地面积小：与传统生化法相比，CWAO装置占地面积较小，80m³/d规模的装置占地面积仅为400m²；

能耗低：CWAO装置全过程由DCS集成与控制，处理过程可实现自热，节能效果明显；

适用范围广：能用于处理含高COD或含生化法不能降解的化合物（如氨氮、多环芳烃等）的各种工业有机废水。

（4）运行费用分析

计算催化湿法氧化运行费用时，我们考虑了如下假设：原水COD暂定为40000mg/L，反应所需氧气浓度为90%，催化剂（均相）添加量为0.1%，采用铜系无机盐，氧化过程稳定运行时，反应放出的热量能够将预热后的废水加热到所需温度，小表为采用均相催化剂的CWAO操作过程能耗分析，计算过程均为处理每方废水所需的费用。

CWAO运行能耗分析

项目	单耗	单价	费用，元/m3废水
催化剂（均相）	1kg / m³废水	10000~15000元/吨	10~15
转料泵用电量	3~3.5 kw/m³废水	1元/kwh	3~3.5
氧气	68 Nm³/m³废水	0.45~0.5 kw/Nm³	31~34
合计	/	/	44~53