高级氧化技术培训教案

不同处理方法时处理费用和浓度的关系
从图中可知，湿式氧化
能处理较宽浓度范围
5000
（10~300）的各种废水，
2500
具有较佳的经济效益和
社会效益
2500 5000 7500 10000
进水和所需能量的关系
1.3 湿式空气氧化法的主要影响因素
（1）温度
温度是湿式氧化的主要影响因素。温度越高，反应 速率越快，反应进行得越彻底。同时温度升高还 有助于液体粘度的降低和氧气传质速度的增加。 但过高的温度是不经济的。
在反应器内，废水中的有机物与氧发生放 热反应，在较高温度下将废水中的有机物氧 化成二氧化碳和水，或低级有机酸等中间产 物。反应后气液混合物经气液分离器分离， 液相经热交换器预热进水，回收热能。
湿式空气氧化系统及应用
高温高压的尾气首先通过再沸器（如废热 锅炉）产生蒸汽或经热交换器预热锅炉进水， 其冷凝水由第二分离器分离后通过循环泵再 送回反应器，分离后的高压尾气送入透平机 产生机械能或电能
由此可见，这一典型的工业化湿式氧化系 统不但处理了废水，而且对能量逐级利用， 减少了有效能量的损失，维持并补充湿式氧 化系统本身所需的能量
贮存罐
气液分离器
再沸器
高压泵
反应器 循环泵
热交换器 空压机
系统工艺流程
透平机
从工艺的经济性分析， 湿式氧化系统一般适用
于处理高浓度废水
燃烧
生物氧化
湿式氧化
化学氧化
水
氧的溶解度随温度升 粘度/(·s×10－3) 0.922 0.281 0.181 0.137高0反.11而6 0增.1大06，0.1而04且0.，103
在室温密到度1/0(0) ℃
范围扩内散，系氧数的 溶解(2度×随10温－度2)
0.944 0.991 0.955 0.934氧0气.90的8 0溶.8解70度0.8大48于0.室828 温状态下的溶解度
2 超临界水氧化法
超临界水氧化法( ，简称)就是在超临界水的状 态下将废水中所含的有机物用氧气氧化分解成 水、二氧化碳等简单无害的小分子化合物的方 法。
标准电极电 位
1.52
1.50
1.36
1.33
1.23
1.1 湿式空气氧化法
• 湿式空气氧化处理法简称为湿式氧化法( ，简 称为)是在高温、高压下，利用氧化剂将废水中 的有机物氧化成二氧化碳和水，从而去除污染 物的方法。
• 湿式空气氧化法的原理
• 湿式氧化法是指在高温(150～350℃)、高压 (5～20)条件下，在液相中，用氧气或空气作为 氧化剂，使废水中的高分子有机物氧化降解为 无机物或小分子有机物的方法。
高级氧化技术
主讲人：于守富
高级氧化技术
1. 湿式空气氧化法
1.1 湿式空气氧化法 的原理
1.2 湿式空气氧化法 系统
1.3 湿式空气氧化法 的主要影响因素
2.超临界水氧化法
2.1超临界及其特性
2.2 超临界水氧化法 处理的工艺
3.光化学氧化 3.1 2O2氧化 3.2 3氧化 3.3 32O2氧化
一般来说，氧化剂的氧化能力与其标准电极电位 相一致。
除F2外，羟基自由基（·）比其它常见氧化剂具 有更高的标准电极电位，因此，·是一种很强的 氧化剂。
常见氧化剂的标准电极电位
氧化剂
F2
·
O3 H2O2 2
4
标准电极电 位
2.87
2.80
2.07
1.77
1.58
1.63
氧化剂
ຫໍສະໝຸດ Baidu
4
2
2 K22O7 O2
2.24 9.18 16.2 23.9 31.1 37.3 39.3 40.7
氧 =5×1013.25 的升高而降低
(25℃)
亨利常数(×104) 4.38 7.04 5.82 3.94 2.38 1.36 1.08 0.90
溶解度/() 190 145 195 320 565 1040 1325 1585
• 在高温高压下，水以及作为氧化剂的氧的物理 性质都发生了变化。
pO2
水和氧在不同温度下的物理性质
物质
温度/℃ 性质
25 100 150 200 250 300 320 350
蒸气压
0.003 0.103 0.485 1.586在温4高.度05温6大8状于.7态6125下101℃1，.5时1如1，4当5.00
湿式氧化法的氧化反应
湿式氧化发生的氧化反应属于自由基反应，经 历诱导期、增殖期、退化期以及结束期四个阶 段。在诱导期和增殖期，分子态氧参与了各种 自由基的形成。
生成的·、·和·等自由基攻击有机物，引发一系 列的链反应，生成其它低分子酸和二氧化碳。 整个反应过程如下：
诱导期：
2→R··
22→2R·2O2
（4）废水性质
废水性质的影响主要表现在其中污染物的成分不同，而不同 污染物氧化的难易程度也不同。有机物氧化与其电荷特 性和空间结构有关。
氰化物、脂肪族和卤代脂肪族化合物、芳烃、芳香族和含非 卤代基团的卤代芳香族化合物等容易氧化；不含非卤代 基团的卤代芳香族化合物（如氯苯和多氯联苯）难氧化。
氧在有机物中所占比例越少，其氧化性越大；碳在有机物中 所占比例越大，有机物越易被氧化。
湿式氧化法的氧化反应
➢ 增殖期： ➢R·2→· ➢·→· ➢ 退化期： ➢→·· ➢→R··2O ➢ 结束期： ➢R··→R－R ➢··→ ➢··→122 ➢以上各阶段链式反应所产生的自由基在反应过 程中所起的作用，取决于废水中有机物的组成、
1.2 湿式空气氧化系统
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，然后进入反应器。反应 所需的氧由压缩机提供。
因此，操作温度通常控制在150～280℃
（2）压力
为保证液相反应的进行，总压力不应低于该温度下 的饱和蒸汽压。同时，氧分压也应保持在一定范 围内，以保证液相中的高溶解氧浓度。
若氧分压太小，供氧过程就成为反应的控制步骤
（3）反应时间 有机物的浓度是反应时间的函数。
提高反应温度或投加催化剂均可使反应速率显著提高，缩短 反应时间
4.高级氧化技术的应用 4.1 催化湿式氧化技术 4.2 超临界水氧化技术 的应用 4.3 光化学催化氧化技 术的应用
高级氧化技术
高级氧化技术又称深度氧化技术，它是利用活性 极强的羟基自由基（·）有效降解水中有机污染 物的废水处理技术。
高级氧化法还在环境类激素等微量有害化学物质 的处理方面具有很大的优势，能够使绝大部分有 机物完全矿化或分解，具有很好的应用前景