水处理催化湿式氧化技术探究
湿式催化氧化技术研究
湿式催化氧化技术原理与应用摘要：湿式催化氧化法是国际上处理毒害高浓度有机废水的最佳选择之一，文章就湿式催化氧化的原理、工艺和应用等进行了介绍。
关键词：湿式催化氧化；高浓度有机废水；废水治理Wet Catalytic Air Oxidation Technology:Theory,Process and ApplicationXia GenAbstract: Wet catalytic air oxidation (WCAO) technology is one of the best choice to treat high-concentration organic wastewater.In this paper,a brief introduction about theory,process and application of CWAO was given by author.Key words:Wet catalytic air oxidation;high-concentration organic wastewater;wastewater treatment1.概论有机化学工业废水有浓度大毒性高生物难易降解等特点，使传统的生化处理工艺受到严峻的挑战，因此人们开始研究处理方法，以提高废水的可生化性。
湿式(空气)氧化技术(Wet Air Oxidation简称WAO)是20世纪50年代发展起来的一种处理高浓度、有毒、有害、生物难降解废水的有效手段，它通常需要在高温(150～350℃)和高压(0.5～20MPa)条件下，以空气或者纯氧为氧化剂，将污染物氧化降解。
废水经该法处理后，可生化性大大提高，甚至可将有机物直接矿化成二氧化碳和水等无机物，该法对高浓度废水的处理可以回收能量，比较经济；湿式氧化法作为一种破坏污染物的方法，也有其致命的弊端，使得其在实际应用中受到限制1)通常在高温高压的条件下，对设备材质要求高，且无法实现资源化，是一种消极的治污方法，这样投资运行的费用很高；2)对多気联苯、小分子装酸以及含氮化合物的去除效果不好。
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。
科技成果——催化湿式过氧化氢氧化技术处理工业废水
科技成果——催化湿式过氧化氢氧化技术处理工业废水学科领域环保减排项目阶段成熟产品成果简介催化湿式过氧化氢氧化技术（Catalytic Wet Peroxide Oxidation，简称CWPO），是高级氧化技术的一种，是指采用过氧化氢做氧化剂，在反应过程中催化过氧化氢分解为氧化性更强的羟基自由基（•OH），进而将有机污染物氧化为小分子有机物甚至直接矿化为H2O和CO2的技术。
CWPO技术在常温常压下即可反应，并且具有操作简单、经济环保等特点，因此在难生物降解的中低浓度有机废水处理领域受到了广泛的关注。
大连化物所从2005年就开始了CWPO技术的研究工作。
在CWPO 技术中，非均相催化剂将活性组分负载于载体上，具有活性组分不易流失，催化剂易从水中分离、可循环使用的优势，并大大减少了对反应设备的腐蚀和副反应的发生。
大连化物所针对不同性质的工业废水已研发多种高效催化剂，且具备100吨/年的催化剂生产能力。
CWPO 技术目前已在垃圾渗滤液、煤化工废水及印染废水等多行业废水处理领域中有着重要应用，该技术既可用于废水生化前的预处理，又可用于废水的深度处理。
2011年，大连化物所成功完成了CWPO技术处理辽宁宏丰印染废水的中试放大实验，印染废水经CWPO处理后，COD去除率接近80%，色度去除率约90%，处理成本在2.3元/吨。
2015年，大连广泰源环保科技有限公司采购大连化物所研发生产的CWPO催化剂60吨，用于处理垃圾渗滤液废水，处理后可达标排放。
大连化物所将CWPO 技术与广泰源环保科技有限公司的MVR技术进行集成。
该组合处理工艺包括预处理系统-蒸发洗气系统-催化湿式过氧化氢氧化系统。
蒸发洗气系统处理后出水温度在60-100度之间，出水COD值为80-200mg/L，催化湿式过氧化氢氧化处理后废水COD值低于50mg/L。
2016年，大连化物所与中钢集团鞍山热能研究院有限公司合作，成功完成了CWPO技术处理煤化工废水的中试研究。
催化湿式氧化法的研究与进展
催化湿式氧化法的研究与进展摘要湿式氧化法是一种处催理高浓度工业废水的有效的方法，近年来在国内外都取得了快速的发展，本文论述了湿式氧化法和催化湿式氧化法的概念和发展，与传统处理工艺做了经济性的对比，阐述了催化湿式氧化法在催化剂选取方面的问题。
关键词湿式氧化；催化湿式氧化；超临界水氧化；催化剂1湿式氧化法湿式氧化法（Wet air oxidation）是20世纪50年代发展起来的一种处理高浓度、有毒有害、生物难以降解废水的方法。
与传统的生物处理方法相比，传统的WAO具有适用范围广、高效、节能和极少有二次污染等优点。
但是其实际推广应用仍受到限制：①该法要求在高温、高压的条件下进行，系统的设备费用大，条件要求严，一次投资大；②设备系统要求严、材料要耐高温、高压，且防腐蚀要求高；③仅适用于小流量的高浓度有机废水，或作为某种高浓度有机废水的预处理，否则很不经济；④即使在很高的温度下，对某些有机物如多氯联苯、小分子羧酸的去除效果也不理想，难以做到完全氧化；⑤湿式氧化过程中可能会产生某些毒性更强的中间产物。
2超临界水氧化法（SWAO）SWAO实际上是在超临界水状态下进行的湿式催化氧化法。
SWAO就是把温度和压力升高到水的临界点以上时进行的催化氧化反应。
其特点反应迅速，效果好。
1995年Austin建立商业性装置，处理长链有机物和胺，去除效率达到99.99%，氨浓度低于1.3mg·L-1。
主要问题是腐蚀较严重，需确定能完全消除污染物又腐蚀性小的操作条件，另设备投资也较大。
3催化湿式氧化法催化湿式氧化法是在高温、高压下，在液相中用氧气或空气作为氧化剂，在催化剂作用下，氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物，使他们分别氧化分解成CO2、H2O及N2等无害物质的一种处理方法。
与湿式氧化法的区别在于，使用催化剂后，使氧化温度、压力大为降低，同时还可提高氧化分解能力和设备运转率，为其工业化应用创造了重要条件。
催化湿式氧化处理城市污水处理厂污泥的实验研究的开题报告
催化湿式氧化处理城市污水处理厂污泥的实验研究的开题报告一、研究背景和意义城市污水处理厂污泥是一种含有大量有机物和其他污染物质的废弃物。
传统的污泥处理方法大多采用压滤和焚烧等方式，但这些方法存在着能耗高、成本昂贵、二次污染等问题。
因此，需要探索新型的污泥处理技术。
湿式氧化技术是一种有效处理污泥的方法，具有能耗低、废气排放少等优点。
催化剂的加入可以提高湿式氧化的效率，降低反应温度，提高反应速率。
因此，将催化剂引入湿式氧化过程中，有望提高处理效率，降低成本，减少二次污染。
二、研究内容和方案本研究将以催化湿式氧化技术为基础，以城市污水处理厂污泥为研究对象，探究不同催化剂对湿式氧化效率和反应过程的影响。
具体研究内容包括：1.筛选不同类型的催化剂，并对其表面形貌、晶体结构等进行表征。
2.设计不同的实验方案，对污泥进行湿式氧化反应，观察不同催化剂的效果。
3.在实验过程中，对各项指标进行检测，包括废水COD、污泥含水率、处理率等。
4.将实验数据进行分析，确定最佳催化剂种类、用量等条件，提出优化方案。
三、预期结果和意义本研究预期能够探究出催化湿式氧化技术处理城市污水厂污泥的最佳方案，具体结果包括：1.分析不同催化剂对湿式氧化反应的影响，确定最佳催化剂种类、用量等条件。
2.比较催化湿式氧化技术与传统处理方法的优劣性，得出处理效率、能耗等方面的对比数据。
3.为城市污水处理厂污泥处理提供新型技术和方案，为环境保护、可持续发展做出贡献。
四、研究进度安排1.前期调研：阅读相关文献，了解催化湿式氧化技术的研究现状和发展趋势。
2.实验方案设计：确定实验设计和方案，明确催化剂种类、用量等条件。
3.实验进行：进行实验并记录实验数据。
4.数据分析与整理：对实验数据进行归纳、统计和分析，提取有效信息。
5.撰写论文：撰写开题报告、结合实验结果撰写论文。
五、存在的问题及解决方案目前本课题存在的问题主要有：1.实验过程可能会受到原水水质波动的影响，实验结果可能不够稳定。
催化湿式氧化法研究进展
科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFO RM TI ON2008N O .15SCI ENC E &TECH NOLOG Y I N FOR M A TI ON化学工程1催化湿式氧化法催化湿式氧化法(c at al yt i c wet a i r oxi dat i on,简称CW AO)是日本煤气大阪公司于80年代中期开发的一种处理高浓度工业废水的方法。
它指在高温、高压下,在液相中用氧气或空气作为氧化剂,在催化剂作用下,氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物,使他们分别氧化分解成CO 2、H 2O 及N 2等无害物质的一种处理方法。
CW AO 主要具有以下优点[1]：①出口温度高、停留时间短、氧化反应速度快；②装置从静止到正常运行所需时间很短；③工艺过程不受污染组分改变的影响；④占地面积小,可以产业化；⑤由于反应生成二氧化碳,无二次污染问题；⑥当COD 大于2g/L 时可回收热量；⑦处理效率高、适应范围广；⑧经CW AO 处理后生物降解性能提高。
CW AO 能够对高浓度、有毒有害废水进行有效处理的一个决定性因素就是催化剂,C W AO 所使用的催化剂具有下列特征[2]：①氧化速度快；②非选择性,能实现完全氧化；③在热的酸性溶液中,理化性质稳定；④在较高温度下活性高,使用寿命长,对废水中的毒物不敏感；⑤机械强度高,耐磨损。
2催化湿式氧化法在环保方面的应用2.1含硫的工业废水Ch e n 等人[3]用CW AO 处理含硫废水,催化剂为天然煤矿石,硫含量为100～400m g/L,pH 值9～10,催化剂用量为100～150m g/L,反应4h 硫去除率为94.98%。
杨民等人[4]对含硫废水进行了研究,发现W H 型合金催化剂在265℃、7.0M Pa 、空速=1.0h-1、气/H2O(体积)=200条件下,废水COD 去除率可达到77.1%,经过催化湿式氧化处理后,废水BOD5/CODCr 值显著提高,其值由0.016提高至0.64。
催化湿式氧化法
催化湿式氧化法催化湿式氧化法是一种先进的废水处理技术，它能够在高温和高压下将有机污染物转化为无害的物质，如二氧化碳和水。
该技术具有处理效率高、适用范围广、二次污染少等优点，因此在工业废水处理领域得到了广泛应用。
一、催化湿式氧化法的原理催化湿式氧化法的基本原理是在一定温度和压力下，利用催化剂加速有机物与氧气反应，将其氧化分解为二氧化碳和水等无害物质。
该技术可以在常温常压下进行，也可以在高温高压下进行，具体操作条件取决于所处理的污染物种类和浓度。
在催化湿式氧化法中，催化剂起着至关重要的作用。
催化剂可以降低反应的活化能，提高反应速率，使有机物在较低的温度和压力下被氧化分解。
同时，催化剂还可以选择性地促进某些特定有机物的氧化，从而提高处理效率。
二、催化湿式氧化法的应用催化湿式氧化法可以处理各种类型的有机废水，如印染废水、农药废水、石油化工废水等。
该技术尤其适用于高浓度有机废水的处理，可以将有机物转化为无害的物质，从而达到国家排放标准。
在实际应用中，催化湿式氧化法通常与其他废水处理技术结合使用，以提高处理效果。
例如，可以先利用物理或化学方法将废水中的大分子有机物转化为小分子有机物，再利用催化湿式氧化法将其氧化分解。
这样可以降低反应条件，提高处理效率。
三、催化湿式氧化法的优缺点1. 优点：(1) 处理效率高：催化湿式氧化法能够彻底去除多种有机污染物，并将其转化为无害的物质。
(2) 适用范围广：该技术适用于各种类型的有机废水处理，特别是高浓度有机废水的处理。
(3) 二次污染少：催化湿式氧化法反应彻底，副产物少，对环境影响小。
(4) 可回收能量：在适当的操作条件下，该技术可以将有机物转化为燃料或可回收的物质。
2. 缺点：(1) 成本较高：催化湿式氧化法需要高温高压的条件，因此需要高昂的设备和运行成本。
(2) 对某些特定有机物的处理效果有限：对于某些难以氧化的有机物或特定结构的有机物，催化湿式氧化法的处理效果可能会受到限制。
水处理催化湿式氧化技术的研究进展
研究进展
３．１ 催化湿式氧化工艺 德国 ＢＡＹＥＲ 公司在 １９８２ 年开始研究 催化湿式氧化法，并提出了 Ｌｏｐｒｏｘ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｗｅｔ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）工艺［１］，在温度 小于 ２ ３ ０℃，压力为 ０．５ＭＰａ ～３．５ＭＰａ ， Ｆｅ２＋ 和蒽醌作为催化剂的条件下，ＴＯＣ 去 除率在 ６５％左右。该工艺旨在用最低的能 量损耗来提高废水或污泥的可生化性。从 １ ９ ９ ０ 年至今，Ｂ Ａ Ｙ Ｅ Ｒ 公司已至少建立了 １０ 座以上的用 ｌｏｐｒｏｘ 工艺的工厂。
Ｏｓａｋａ Ｇａｓ 工艺是在传统的 Ｚｉｍｐｒｏ 工 艺［２，３］上，加入铜系或铁系的非均相催化 剂。该工艺反应条件随废水的成分而有所 不同。例如处理炼焦厂废水，反应温度 ２５０℃，压力 ６．８６ＭＰａ，停留时间 ２４ｍｉｎ 后，Ｃ Ｏ Ｄ 浓度从进水的 ５ ８ ７ ０ ｇ ／ Ｌ 降到了 １ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ ，催化剂成功地连续使用 １１０００ｈ。
应温度 ２６０℃、催化剂用量 ２ｇ，氧分压 ０．
５ＭＰａ 条件下，催化剂的回收率可达到（９７．
０９ ± ０．７４）％［１３］。
此外，在焦化废水［ １ ４ ］ 、香料废水［ １ ５ ］
等处理效果上都表现较好，国内均有相关
的理论研究。
４ 结语
我国目前处于工业化快速发展的时
期，污染物排放量急剧增长，来自化学、 石化、制药等领域的许多废水都含有有毒 有害、难生物降解的有机污染物，或是有 机污染物浓度太高，无法直接应用传统的 生物法处理。而催化湿式氧化技术正是在 处理这一大类废水的传统湿式氧化法的基 础上得到了研究和发展，它具有应用范围 广、催化效率高、反应速度快、占地面 积小、二次污染低等优点。但是，催化 湿式氧化法存在着对反应设备要求高，催 化剂的溶出等问题，针对这些不足，如何 加强催化湿式氧化反应器和换热器及其结 构材料的研究以及研制出更加具有针对性 的催化效率比较高且价格低廉的催化剂，பைடு நூலகம்便成为废水处理催化湿式氧化技术研究应 用的方向。
催化湿式过氧化氢氧化法
催化湿式过氧化氢氧化法催化湿式过氧化氢氧化法，这个名字听起来像是化学课上那些让人头疼的东西。
不过别担心，咱们今天就轻松聊聊这个话题，让复杂的化学反应变得简单有趣，就像在咖啡馆里聊家常那样。
先说说过氧化氢，它其实就是咱们平时用来消毒的那种液体，别看它小小的一瓶，却是个大能手。
它在水里分解，变成水和氧气，简直就是一场派对，水和氧气都高兴得欢呼雀跃。
这个催化湿式过氧化氢氧化法到底是什么呢？嘿，简单说，它就是利用过氧化氢在水里搞事情，通常是为了处理一些污染物，比如废水。
想象一下，废水就像是个邋遢的小孩，身上沾满了泥巴，这时过氧化氢就像个好心的保姆，给它洗个澡，洗得干干净净。
这个过程中，加了催化剂，就像是给这位保姆加了点兴奋剂，让她干活更加迅速有效，省时省力。
催化剂是什么呢？可以理解为一个推动者，不是真的参与到反应中去，而是让反应进行得更快。
就好比一个人在聚会上拉着大家一起嗨，大家都跟着动起来，热闹得不得了。
用到这个方法，处理废水的效率可真是蹭蹭上涨，不用再耗费大把时间去等它慢慢消失。
这个过程环境友好，处理完的水可以安全排放，简直是为环保事业贡献了力量，真是值得点赞的好事。
在这个过程中，过氧化氢和水中的污染物之间产生了很多有趣的化学反应，简直就像是两位舞者在水中翩翩起舞。
随着温度的升高，舞蹈的节奏也加快，反应的效率直线上升，像是燃烧的火焰，让人眼前一亮。
而催化剂的加入就像是在舞台上加了个特技表演，瞬间吸引了所有人的目光，让这个舞蹈变得更加华丽动人。
这个催化湿式过氧化氢氧化法的好处可不仅仅是快，效果也特别显著。
许多难搞的污染物在这里都得到了“洗白”，就像是个过气明星，重新焕发了光彩，变得令人瞩目。
水质改善后，周围的生态环境也得到了恢复，鱼儿欢快地游来游去，真是水清鱼悦，百看不厌。
有的人可能会问，使用过氧化氢是不是会有副作用呢？这也是个老生常谈的话题。
过氧化氢本身在适当的浓度下是相对安全的，关键在于使用的时候要注意控制，像是开车一样，别踩油门太猛，慢慢来，安全第一。
催化湿式氧化法处理煤化工废水的实验研究
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[3] 孙勇，周忠强. 微波辐射下硫酸盐 催化合成季戊四醇 双缩苯甲醛
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缺点：均相催化剂时，容易流失、回收困难、易产生二次 污染等，这也造成了均相催化湿式氧化技术的应用受到了 限制。
非贵金属催化法
非贵金属催化剂主要是以Cu,Mn,Co,N,Bi等金属元素 中的一种或几种作为催化剂的主要组分。非贵金属催 化剂的优点是价格便宜,但催化活性相对较低,且非贵金 属催化剂的活性组分溶出量较大,因而对非贵金属催化 剂的研究主要集中在提 高催化剂的稳定性方面。
4 参考文献
Part
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$
pas,tpresentandfutur
THREE Part
3 总结
Part
催化氧化技术方法相较
操作条件要求低 投资成本少
Fenton 催化氧化 臭氧催化氧化 光化学催化氧化
微波辅助催化氧化 投资、能耗居中
湿式催化氧化
与传统煤化工水处理技术相较
✓ 具有适应范围广、氧化能力强、反应速度 快、少污染等优点，是未来煤化、工废水处 理领域的研究热点，有着广阔的市场前景， 将大大推进我国废水治理的步伐，减废水中 污染物的排放，有效促进企业的可持续发展。 ✓ 也存在不足，在反应过程中对反应条件要 求较高，需要高温高压的设定。
水处理新技术-湿式氧化
五、催化湿式氧化
催化湿式氧化(CWAO)研究的重点是开 发高活性和高稳定性的催化剂。
催化反应通常根据体系中催化剂和反应 物的相分类，当催化剂与反应物形成均一 相时，为均相催化反应，反之则为多相催 化或非均相催化。
五、催化湿式氧化
（一） 均相催化湿式氧化
大多为可溶性的过渡金属及其盐类 ,属金属盐系列 催化剂。如Zn (NO3 ) 2 、Cu (NO3 ) 2 、 Mn(NO3)2、 FeSO4 等。
（二） 非均相催化剂 1）非贵金属催化剂 非贵金属催化剂主要是以 Cu, M n, Co, N i , B 等 金属元素中的一种或几种作为催化剂的主要组分。
特点：非贵金属催化剂的优点是价格便宜，但 催化活性相对较低，且非贵金属催化剂的活性组 分溶出量较大，因而对非贵金属催化剂的研究主 要集中在提高催化剂的稳定性方面。
（3）反应时间 有机底物的浓度是时间的函数。为了
加快反应速率，缩短反应时间，可以采用 提高反应温度或投加催化剂等措施。
三、湿式氧化的主要影响因素
（4）废水性质 由于有机物氧化与其电荷特征和空间结构有
关，故废水性质也是湿式氧化反应的影响因素之 一。
研究表明：氰化物、脂肪族和卤代脂肪族化 合物、芳烃（如甲苯）、芳香族的含非卤代基团 的卤代芳香族化合物等易氧化；而卤代芳香族化 合物（如氯苯和多氯联苯）则难氧化。
②由于湿式氧化反应中需维持在高温高压的 条件下进行，故仅适于小流量高浓度的废水处 理，对于低浓度大水量的废水则很不经济。
五、存在的不足
③即使在很高的温度下，对某些有机 物如多氯联苯、小分子羧酸的去除效 果也不理想，难以做到完全氧化；
④湿式氧化过程中可能会产生毒性题 解强的中间产。
五、催化湿式氧化
第4篇湿式氧化技术在污水处理上的研究
第4篇湿式氧化技术在污水处理上的研究第一篇：第4篇湿式氧化技术在污水处理上的研究湿式氧化在污水处理上的研究摘要：湿式空气氧化法(WAO)是一种有效的处理有毒、有害、高浓度有机污水的水处理技术。
本文综述了湿式氧化技术反应机理，以及该技术在污水处理方面的工艺研究和应用，总结了其在处理废水上的特点，指出湿式催化氧化技术是较有发展前景的技术。
关键词：湿式氧化反应机理应用1、前言湿式氧化（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有效的水处理方法。
它是在高温(125—320℃)和高压(0．5—20MPa)条件下，以空气中的氧气为氧化剂(现在也有使用其他氧化剂的，如臭氧、过氧化氢等)，在液相中将有机污染物氧化为CO2和水等无机物或小分子有机物的化学过程。
湿式氧化技术处理效率高，在合适的温度和压力条件下，WAO的COD 处理效率可达到90％以上。
氧化速率快，大部分的WAO处理废水时，所需的反应停留时间在30一60 min内。
二次污染较少，能耗少。
20世纪60年代之前，WAO的研究内容主要是探索该方法的适用性和最佳工艺条件，且WAO在处理造纸黑液及城市污泥方面得到了商业化的发展。
2、反应机理WAO反应形式复杂，主要包括传质和化学反应两个过程。
目前的研究结果普遍认为WAO反应属于自由基反应，反应分为链的引发、链的发展或传递、链的终止三个阶段。
(1)链的引发。
由反应物分子生成自由基，在这个过程中，氧通过热反应产生H2 02，反应如下：RH+02 → R·+HOO·(RH为有机物)2RH+02→ 2R·+H202H202+M → 20H·(M为催化剂)(2)链的发展或传递。
自由基与分子相互作用，交替进行使自由基数量增加。
RH十HO·→ R·十H20R·十02 → ROO·R00·+RH→ ROOH+R·(3)链的终止。
催化湿式氧化催化剂处理有机废水研究进展
当代化工研究Modern Chemical Research124环境工程2020・07催化湿式氧化催化剂处理有机废水研究进展*袁松（抚顺市技术创新研究院辽宁113001）摘耍：催化湿式氧化是有害、难降解有机污染物在低温和缓和条件下进行高效处理的高级氧化方法，具有广阔餉工业应用前景.本文主要介绍了催化湿式氧化法的优势、反应机理以及用于该过程丝均相和非均相催化剂.贵金属催化剂具有活性高、严苛条件下稳定性好的优点，具有工业规模应用实例.非贵金属催化剂价格低廉，活性较高，但活性组分溶出问题限制了其工业应用.降低贵金属催化剂成本和提高非贵金属催化剂抗溶出性能是未来应用研究的主要方向.关键词：催化湿式氧化；自由基；贵金属催化剂；铜催化剂；金属溶出中EB分类号：X703文献标识码：AResearch Progress in Treatment of Organic Wastewater by Catalytic Wet OxidationCatalystsYuan Song(Fushun Technological Innovation Research Institute,Liaoning,113001)Abstract:Catalytic wet oxidation is an advanced oxidation method that can efficiently treat harmful and refractory organic pollutants under low temperature and mild conditions.It has broad industrial application prospects.This p aper mainly introduces the advantages,reaction mechanism and homogeneous and heterogeneous catalysts used in the catalytic wet oxidation p rocess.Noble metal catalyst has the advantages of h igh activity and good stability under harsh conditions,and has industrial scale application examples.Non-noble metal catalysts have low p rice and high activity,but the dissolution of a ctive components limits their industrial application.Reducing the cost of n oble metal catalysts and improving the anti-dissolution performance of n on-noble metal catalysts are the main directions of f ixture application research.Key words z catalytic wet oxidation\free radicals noble metal catalyst；copper catalyst；metal dissolution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。
催化湿式氧化
催化湿式氧化
催化湿式氧化是一种将有机废水转化为无害物质的高效处理技术。
该
技术利用催化剂和氧气在水中的存在下，将有机物质氧化成二氧化碳
和水。
这种方法在环境保护和工业生产中都有重要应用。
催化湿式氧化过程中，催化剂是关键因素之一。
常用的催化剂包括铜、铁、镍、钴等金属离子或其复合物。
这些催化剂具有高度活性和稳定性，能够促进反应速率并延长反应寿命。
另外，反应条件也对催化湿式氧化的效果有重要影响。
例如，温度、
压力、溶液pH值等因素都会影响反应速率和选择性。
通常情况下，
在适宜的温度范围内（通常为100-200℃），增加压力（通常为1-5 MPa）可以提高反应速率。
同时，控制溶液pH值在7-9之间也可以
提高反应效果。
在实际应用中，催化湿式氧化技术已经被广泛采用于污水处理、废水
处理、工业废水处理等领域。
该技术能够高效地去除有机物质和其他
污染物，同时不会产生二次污染。
而且，催化湿式氧化技术的操作简单、成本低廉，也容易与其他处理方法相结合使用。
总之，催化湿式氧化技术是一种高效、环保、经济的废水处理方法。
在未来的发展中，该技术将会得到更广泛的应用和推广。
水处理催化湿式氧化技术探究
水处理催化湿式氧化技术探究[摘要]近几年，经济的飞速发展，环境也存在了一定的问题，废弃物污染、水污染都是之多问题中的一个，本文主要就水处理中的催化湿式氧化法进行了简要的研究，并且详细介绍了催化湿式氧化技术的机理、催化剂的组成、分类、特点以及一些重要的技术指标、参数情况。
在对有机废水进行处理时催化湿式氧化技术是必不可少的，它的不断发展会为水处理开避一条更光明的大道。
[关键词]催化湿式氧化技术；废水处理；催化剂在对水处理的过程中首次采用湿式氧化技术(Wet air oxidation，简称WAO)处理造纸黑液是在1958年，处理后废水的COD 去除率达90 %以上。
到目前为止，世界上已有200 多套WAO 装置应用于石化废碱液、烯烃生产洗涤液、丙烯腈生产废水及农药生产等工业废水的处理废水等。
但WAO 在实际应用中仍存在一定的局限性为了提高处理效率和降低处理费用，20 世纪70年代衍生了以WAO 为基础的，使用高效、稳定的催化剂的湿式氧化技术，即催化湿式氧化技术，简称CWAO。
目前，我国对于催化湿式氧化法的研究仍处于实验探索阶段，主要研究了CWAO 技术在特定废水处理中的应用，如含酚、含硫、农药、造纸、染料、碱渣等，处理效果都比较理想。
1CWAO 的反应机理催化湿式氧化法是在高温、高压下进行的气固液三相系的催化反应。
1.1链的引发湿式氧化过程中链的引发是指由反应物分子生成自由基的过程。
在这个过程中，氧通过热反应产生H2O2，如下：RH + O2→ R· + HOO· (RH 为有机物)2RH + O2→ 2R· + H2O2H2O2+ M → 2OH· (M 为催化剂)1.2链的发展或传递自由基与分子相互作用，交替进行使自由基数量迅速增加的过程。
RH + ·OH → R· + H2OR· + O2→ ROO·ROO· + RH → ROOH + R·1.3链的中止若自由基之间相互膨胀生成稳定的分子，则链的增长过程将中断。
水处理新技术-湿式氧化
某工业园区废水处理项目
实施背景
某工业园区由于生产过程中产生 大量高浓度有机废水，传统处理 方法难以满足排放标准，需引入
新型水处理技术。
处理流程
采用湿式氧化技术对园区内各企业 排放的废水进行预处理，去除大部 分有机物和重金属离子，降低后续 处理的难度。
处理效果
经过湿式氧化处理后，废水中的有 机物含量大幅度降低，重金属离子 基本得到去除，满足园区废水排放 标准。
技术创新和改进方向
高效催化剂开发
研发更高效、稳定的催化剂，提高湿式氧化的反应速率和效率。
过程优化与控制
通过过程控制和优化，降低能耗和资源消耗，提高湿式氧化的经 济效益。
副产物处理与资源化
研究有效的副产物处理和资源化利用技术，减少二次污染。
在不同领域的应用拓展
01
02
03
工业废水处理
扩大湿式氧化在工业废水 处理领域的应用范围，处 理高浓度、难降解的有机 废水。
提高资源利用效率
通过湿式氧化技术对废弃 物的处理和资源化利用， 提高资源利用效率，减少 资源浪费。
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良好的可调控性
湿式氧化技术的反应条件可以通过温度、压力和反应时间等参数进行调控，从而实 现不同的处理效果。
通过调整反应参数，湿式氧化技术可以适应不同的水质和处理要求，具有广泛的适 用性。
良好的可调控性还意味着湿式氧化技术可以根据实际情况进行优化，提高处理效率 并降低能耗和运营成本。
较低的能耗和运营成本
02
湿式氧化的应用领域
工业废水处理
工业废水含有大量的有机物、重金属离子和有害微生物， 对环境和人体健康造成严重威胁。湿式氧化技术能够有效 地去除工业废水中的有害物质，将其转化为无害或低毒性 的物质，降低对环境的污染。
催化湿式氧化(CWAO)技术
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；。
湿式催化氧化技术及其应用
湿式催化氧化技术及其应用1、工艺简介催化湿式氧化技术（CW AO）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。
其最显著的特点是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应，反应中生成的有机自由基可以继续参加·HO的链式反应，或者通过生成有机过氧化自由基后，进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O, 从而达到氧化分解有机物的目的。
常规的有机污染物的处理效果高达95%以上；对于特别难降解的，选择合适的催化剂，可实现90% 左右的去除率。
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。
适用于治理焦化、染料、农药、印染、石化、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。
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，在换热器内被冷却，反应过程中回收的热量用于大部分废水的预热。
冷却后的液体经过压力控制阀降压后，液体在分离器分离为气、液两相。
3、技术特点1、反应条件温和：与常规湿式氧化技术相比，CW AO技术需要的反应温度及反应压力较低；2、处理效率高：CW AO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;3、装置占地面积小：与传统生化法相比，CW AO装置占地面积较小，80 m3/d规模的装置占地面积仅为400m2；4、能耗低：CW AO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；5、适用范围广：CW AO适用于治理焦化、染料、农药、印染、石化、皮革等工业中含高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。
催化湿式氧化处理工业废水的研究现状和发展趋势
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。
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水处理催化湿式氧化技术探究
王俊霞张璐平
中国市政工程东北设计研究总院吉林省长春市130021 [摘要]近几年，经济的飞速发展，环境也存在了一定的问题，废弃物污染、水污染都是之多问题中的一个，本文主要就水处理中的催化湿式氧化法进行了简要的研究，并且详细介绍了催化湿式氧化技术的机理、催化剂的组成、分类、特点以及一些重要的技术指标、参数情况。
在对有机废水进行处理时催化湿式氧化技术是必不可少的，它的不断发展会为水处理开避一条更光明的大道。
[关键词]催化湿式氧化技术；废水处理；催化剂
中图分类号：TE08文献标识码：A
在对水处理的过程中首次采用湿式氧化技术(Wet air oxidation，简称WAO)处理造纸黑液是在1958年，处理后废水的COD去除率达90%以上。
到目前为止，世界上已有200多套WAO装置应用于石化废碱液、烯烃生产洗涤液、丙烯腈生产废水及农药生产等工业废水的处理废水等。
但WAO在实际应用中仍存在一定的局限性为了提高处理效率和降低处理费用，20世纪70年代衍生了以WAO为基础的，使用高效、稳定的催化剂的湿式氧化技术，即催化湿式氧化技术，简称CWAO。
目前，我国对于催化湿式氧化法的研究仍处于实验探索阶段，主要研究了CWAO技术在特定废水处理中的应用，如含酚、含硫、农药、造纸、染料、碱渣等，处理效果都比较理想。
1CWAO的反应机理
催化湿式氧化法是在高温、高压下进行的气固液三相系的催化反应。
1.1链的引发
湿式氧化过程中链的引发是指由反应物分子生成自由基的过程。
在这个过程中，氧通过热反应产生H2O2，如下：
RH+O2→R·+HOO·(RH为有机物)
2RH+O2→2R·+H2O2
H2O2+M→2OH·(M为催化剂)
1.2链的发展或传递
自由基与分子相互作用，交替进行使自由基数量迅速增加的过程。
RH+·OH→R·+H2O
R·+O2→ROO·
ROO·+RH→ROOH+R·
1.3链的中止
若自由基之间相互膨胀生成稳定的分子，则链的增长过程将中断。
R·+R·→R-R
ROO·+R·→ROOR
ROO·+ROO·+H2O→ROOH+ROH+O2
由上可知，在催化氧化过程中通过催化途径产生氧化能力极强的羟基自由基(·OH)，且·
OH是氧化反应的关键。
2CAWO中的催化剂
湿式催化氧化技术中催化剂主要有两大类组成：均相催化剂和非均相催化剂。
这是根据其在反应中存在的状态的不同来区分的。
2.1均相湿式氧化催化剂
在催化湿式氧化技术中催化剂是关键的一点，主要是在相互反应的溶液中添加一些可溶性的金属盐，这样反应就会比较温和，在催化过程中催化湿式氧化技术的反应性能好，催化剂也有特定的选择性。
在对Cu、Co、Ni、Fe、Mn、V等几种可溶性盐催化剂降解甲醛和甲醇进行研究，发现在230℃，氧分压为2MPa条件下，可溶性铜盐催化效果最好。
下表是对Zn、Fe、Cr、Ni、Co、Mo的催化活性进行研究结果。
2.2非均相湿式氧化催化剂
均相湿式氧化系统中，催化剂与废水混溶而从水中回收催化剂的流程又比较复杂，使得废水处理成本增加。
由此人们开始研究非均相催化剂，其优点是活性高、易分离、稳定性好等，从20世纪70年代以后，催化湿式氧化的研究转移到高效的非均相催化剂上。
而根据活性成分的不同，非均相催化剂可分为贵金属系列和过渡金属氧化物系列。
2.2.1过渡金属氧化物催化剂
大量的研究表明，Cu、Fe、Mn、Zn等过渡金属的氧化物在湿式氧化过程中表现出了良好的催化活性。
国外自20世纪70年代开始相关的研究指出，酚的去除率与酚的浓度成正
比，与氧分压成0.25次方的关系，活化能为84kJ/mol。
Sadana等以·-Al2O3为载体，在其上负载10%CuO的催化剂处理酚，在290℃、氧分压为0.9MPa，反应9min后，有90%的酚转化为CO2和H2O；该催化剂对顺丁烯二酸和乙酸的氧化也有很好的催化活性。
其他学者也纷纷对各种情况做了研究，实验表明几种催化剂的降解效果都较好，其中ZnO-CuO/·-Al2O3催化剂活性最好。
这些年来，我国也对过渡金属氧化物催化剂进行了一些研究，其中Cu/Ce(3∶1)催化剂效果最好，在200℃，3.0MPa氧分压下，pH=12，反应30min后，COD的去除率在90 %以上。
2.2.2贵金属系列催化剂
在多相催化氧化中，贵金属对氧化反应具有很高的活性和稳定性，已被广泛应用于石油化工和汽车尾气治理等行业。
用Pt、Pd、Ru等贵金属为活性组分制成的催化剂有合适的烃类吸附位和大量的氧吸附位，随表面反应的进行，能快速地发生氧活化和烃吸附。
研究表明贵金属系列催化剂的活性和稳定性都非常好。
2.3稀土系列
此外，由于贵金属系列催化剂价格昂贵，过渡金属系列催化剂易溶出造成二次污染，研究人员又对以Ce为代表的稀土氧化物进行了较多研究。
被应用于气体净化、CO和碳氢化合物的氧化、汽车尾气治理等方面，证明了其具有良好的催化活性和稳定性。
3影响CWAO的主要技术指标和参数
3.1废水的反应热和所需的空气量
催化湿式氧化时会产生一定量的温度。
是由其氧化过程中产生的热值决定的。
催化湿式氧化过程中需要消耗空气，所需空气量可由废物料降解的COD值计算获得。
但氧的利用率的影响实际上所需的空气量常比理论计算高20%左右。
各种物质组分的燃烧热值和所需空气量是不尽相同的，但其消耗每kg空气所能释放的热量却大致相当，一般约为700~800千卡。
3.2温度
大量研究表明，反应温度是催化湿式氧化系统处理效果的决定性影响因素。
当温度<100℃时，氧的溶解度随着温度的升高而降低；当温度>150℃时，水的溶解度随着温度的升高而增大。
温度越高，有机物的氧化越完全，但是当温度升高，总压力也增大，使动力消耗越大，且对反应器的要求越高，因此从经济的角度考虑，应通过实验选择合适的氧化温度，即要满足氧化的效率，又要合理的设计能量消耗等费用。
3.3压力
压力的作用主要是保持液相存在，其对氧化反应的影响并不显著。
如果压力过低，大量的反应热就会消耗在水的蒸发上，这样不但反应温度得不到保证，而且反应器有蒸干的危险。
故在一定温度下，总压不应低于该温度下水的饱和蒸汽压。
氧分压在一定的范围内对氧化速率有直接的影响，它提供了反应所需的氧气，并推动氧气向液相的传质，氧分压对反应的影响随温度的增高而减弱，如表2。
3.4反应时间
在CWAO处理装置中氧化时间是较次要的因素。
达到处理效果所需要的时间随反应温度的升高而缩短;去除率越高，所需的反应温度越高或反应的时间越长:氧分压越高，所需的温度越低或反应时间越短。
根据污染物被氧化的难易程度以及处理的要求，可确定最佳的反应温度和反应时间。
一般而言，催化湿式氧化处理装置的停留时间在0.1~2h之间。
3.5进水的pH
CWAO过程中，pH是不断变化的，一般规律是先变小，后略有回升，并且随温度的逐渐升高物质转化速度越快，其数值变化的越明显。
废水的pH不同可以影响CWAO的降解效率，调节废水到适宜的pH，有利于加快反应的速率和有机物的降解。
但是从工程角度来看，低pH 对反应设备(如反应器、热交换器、分离器等)的材质的要求高，使费用增加。
同时，低的pH易使催化剂活性组分溶出和流失，造成二次污染，故在设计CWAO的流程时要两者兼顾。
4结论
催化湿式氧化法是现代科技的一项高级氧化技术，这种方法比普通的水处理方法在应用
范围、氧化速度、能源消耗、效率等方面都有突破，而且污染也是大大降低的，目前湿式氧化技术的一个研究热点是高效稳定的湿式氧化催化剂，并正向多组分、高活性、高稳定性、廉价的方向发展，必将对CWAO在更广泛的领域得到应用具有重要的意义。
参考文献
[1]孙德智，于秀娟，冯玉洁．环境工程中的高级氧化技术[M]．化学工业出版社，2002．
[2]杨爽，江洁，张雁秋．湿式氧化技术的应用研究进展[J]．环境科学与管理，2005，30(4)：88-98．
[3]宾月景，祝万鹏，蒋展鹏，殷彤，杨志华．催化湿式催化剂及处理技术研究．环境科学，1999，20(2)：42-44．
[4]谭亚军，蒋展鹏，祝万鹏，等．有机污染物湿式催化氧化降解中Cu系催化剂的稳定性[J]．环境科学，2000，21(7)：82-85
水处理催化湿式氧化技术探究
作者：王俊霞， 张璐平
作者单位：中国市政工程东北设计研究总院
刊名：
城市建设理论研究（电子版）
英文刊名：ChengShi Jianshe LiLun Yan Jiu
年，卷(期)：2014(8)
本文链接：/Periodical_csjsllyj2014082964.aspx。