水处理高级氧化技术

电化学氧化（Electrochemically Enhanced Oxidation
1、湿式氧化

湿式亚临界氧化（Wet Sub-critical Oxidation）

湿式空气氧化（Wet Air Oxidation） 助加湿式氧化(Promoted Wet Air Oxidation) 湿式双氧水氧化(Wet Peroxide Oxidation)
富营养化废水
生物脱氮：
好氧工艺：将废水中的氨氮转化为硝 态氮（NH3-N 氮气( NO3-N NO3-N） N2 )
厌氧工艺：将废水中的硝态氮转化为
生物除磷：
在厌氧工艺中微生物释放磷，在好氧工艺中 微生物吸收磷，再通过剩余污泥的形式排放
有毒有害难降解有机废水
化学氧化＋生物氧化 化学氧化：将大分子分解成小分子、
水处理高级氧化技术
报告人：雷乐成 浙江大学环境工程研究所 杭州玉泉，310027
一、有机废水处理方法
高浓度难降解有机废水 厌氧＋好氧（A/O）
污水富营养化
污水生物脱氮、磷 有毒有害有机废水 化学氧化＋生物氧化
难降解有机废水
厌氧＋好氧（A/O） 厌氧氧化：厌氧生物接触氧化、AFB、 UASB 目的：提高废水的生物可生化性
后续处理
不需要
需要
需要
2、催化氧化
均相催化氧化
络合催化机理； 金属盐类催化剂。 非均相催化氧化
表面吸附机理；
负载型催化剂。
催化剂制备方法
浸渍法； 溶胶－凝胶法（Sol-Gel）; 化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition）。
湿式催化氧化效果
处理对象 处理方式及条件 反应时间 （min） 反应温度 （℃） 去除率 （%） WAO 催化 WAO WAO 催化 WAO WAO 催化 WAO 乙酸 60 60 248 248 15 90 氨 60 60 220~270 263 5 50 苯酚 30 60 250 200 98.5 94.8
进水水质：pH=7~9，CODCr=60000mg/L，色度=20000倍， 挥发酚=100mg/L； 处理量：6m3/h； 处理结果： 氧化出水：pH=5~6 ，CODCr=5000mg/L，色度=60倍 生化出水：pH=6~7，CODCr≤300mg/L，色度=40倍 挥发酚≤0.1mg/L 总投资： 150万元人民币； 运行费用：15元/m3废水。
破坏分子结构、提高废水的
生物可生化性； 生物氧化：经化学氧化预处理后的废 水进一步生化处理达标排放
二、化学氧化的方法

湿式氧化（Wet 催化氧化 光助氧化
Oxidation）
(Catalytic Oxidation) (Photochemically Enhanced Oxidation)
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
对氯酚 溶液 纯水
时 间（ min）
处理效果
超临界处理效果
化合物 2－硝基苯 2，4－二甲基酚 温度 oC 515 580 压力 Mpa 44.8 44.8 氧化剂 O2 反应时 去除 间min 率％ 10 90 99
O2+H2O2 10
2，4－二硝基甲苯
八氯二苯并呋喃 二噁恩
528
600 630
29.0
25.6 25.6
O2
O2 O2
3
0.1 0.1
高压脉冲液相放电技术
a. 电晕放电；b. 流柱放电；c. 火花放电
高压脉冲液相放电技术
双氧水产生率
50 40
浓 度（ mg/L）
30
对氯酚 溶液 纯水
20
10
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
时 间（ min）
臭氧产生率
12 11 10
臭氧浓 度（ mg/L）
常温常压催化氧化
氧化剂：二氧化氯
催化剂：Cu/r-Al2O3, Pt/AC
处理废水：高浓度制药废水、染
料中间体废水、医药
中间体废水
处理工艺流程
亚硝化废水 氧化剂 废碱
调 氨基废水 节 敌克松废水 池
预 曝 池
压
பைடு நூலகம்
酸
滤
化
催 化 氧 化 塔
中 间 曝 气 池
接 触 氧 化 塔
气 排放 浮
常态催化氧化效果

湿式超临界氧化
(Wet Supercritical Oxodation)
湿式亚临界氧化
反应条件 高温（150-300oC）, 高压 (5-20Mpa) 氧化剂 空气或氧气(当T>150oC, T ，PO2 ) 反应产物 二氧化碳和水、低分子易生物降解有 机物（甲酸、乙酸、乙二酸）

超临界湿式氧化
•水的临界点：374.3 ｏＣ，22.05 Ｍpa； •超临界水能与气体完全互溶； •超临界水能与有机物完全互溶； •超临界水作为一种流体，氧化反应无相间传质阻 力． 溶质 无机物 有机物 气体 普通水 大部分易溶 大部分微溶或不溶 大部分微溶或不溶 超临界水 不溶或微溶 易溶 易溶
98
99.99 99.99
湿式氧化工艺比较
参数与指标 温度oC 压力Mpa 催化剂 反应时间min 去除率％ 自热 适用性 排出物 SCWO 400-600 30-40 不需要 <1 >99.99 是 普适 无毒、无色 WAO 150-350 2-20 需要 15-20 75-90 是 受限制 有毒、有色 焚烧法 20003000 常压 不需要 >10 99.99 不是 普适 含NOx
WAO工艺流程
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0
TOC removal(%)
TOC, TOC, TOC, TOC,
(150c) (200c) (250c) (300c)
WAO处理效果
15
30
60
90
120
Biodegrability (%)
WAO处理印染废水
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 15 30 60 90 120
3、光助氧化
光化学氧化
UV/H2O2;
UV/O3; UV/H2O2/O3。
光催化氧化
均相光催化（UV/Fenton）；
非均相光催化(UV/TiO2)
UV/H2O2/O3
处理效果
光化学和光催化效果比较
4、电化学氧化
内电解反应－Fe／C内电解染料脱色
低压电解－阳极氧化／阴极还原
高压脉冲电解－等离子体技术