對于無(wú)法生物降解、具有毒性的污染物而言，傳統的處理工藝已然無(wú)法滿(mǎn)足環(huán)保要求，且其處理成本過(guò)高，因而對新型有機廢水處理方法的研究勢在必行，并具有重要的現實(shí)意義。濕式氧化處理方法就是針對上述問(wèn)題而研發(fā)的新型有機廢水處理技術(shù)。濕式氧化法，簡(jiǎn)稱(chēng)WAO，是在高溫高壓環(huán)境下，通過(guò)氧化劑將廢水中的有機物轉變?yōu)樗约岸趸嫉姆椒ā?/span>
濕式氧化法起源于美國，最早應用于造紙廢液的處理。在上世紀七十年代，濕式氧化法被廣泛應用于城市污泥處理、造紙廢液回收、活性炭再生等領(lǐng)域。之后，因其處理效率高、時(shí)間短等優(yōu)勢，濕式氧化法被研發(fā)應用于對有毒有害、難降解的有機廢物處理上。
1、濕式氧化法原理
濕式氧化法應用于高溫高壓環(huán)境下(溫度一般維持在150℃～350℃，壓力在0.5MPa～20MPa左右)，將氧氣或者空氣作為氧化劑，對廢水中的有機物以及還原態(tài)的無(wú)機物進(jìn)行降解處理。通常況下，氧的溶解度與溫度成負相關(guān)關(guān)系，但是在溫度大于150℃以后，情況發(fā)生逆轉，氧的溶解度與溫度正相關(guān)，并且氧在水中的傳質(zhì)系數也隨溫度的升高而增加。因而，在高溫條件下，氧的上述特征對于氧化反應具有一定的促進(jìn)作用。
濕式氧化反應也被稱(chēng)為自由基反應，主要包括四個(gè)階段，分別為誘導期、增值期、退化期、結束期。具體反應式如下：
由上述四個(gè)反應階段可以看出，自由基ROO•，HO•，RO•等可與有機物HR發(fā)生鏈式反應，生成低分子酸及二氧化碳。且氧化反應所占的比重較高，在高溫高壓條件，也伴隨熱解、水解、聚合等一系列其它反應類(lèi)型。有機物的氧化反應模型如圖1所示。其中，A—初始有機物及不穩定中間產(chǎn)物；B—穩定中間產(chǎn)物；C—氧化反應產(chǎn)物。一般由A到C的反應活化能范圍維持在54kJ/mol～78kJ/mol之間。
2、濕式氧化法的改進(jìn)
與其它工藝相比較，濕式氧化法的處理效果更佳、處理時(shí)間更快、應用領(lǐng)域更廣，因此其拓展應用較為迅速。然而，在實(shí)踐應用過(guò)程中，傳統的濕式氧化法也存在一定弊端。比如說(shuō)，其所需反應溫度以及壓力較高，只能用于處理濃度高且流量不大的廢水；對于多氯聯(lián)苯、低級梭酸等有機物的處理效果并不理想；有時(shí)生成的中間產(chǎn)物要比原始產(chǎn)物的毒性還要大。
為解決以上問(wèn)題，相關(guān)人員對濕式氧化法進(jìn)行了深入研究，發(fā)現了新型催化濕式氧化以及濕式過(guò)氧化物氧化等有機廢水處理方式。上世界80年代，美國專(zhuān)家還研發(fā)了能夠徹底處理有機、難降解物質(zhì)的超臨界水氧化技術(shù)。
2.1 催化濕式氧化
催化濕式氧化法，簡(jiǎn)稱(chēng)CWAO，是通過(guò)添加催化劑的方式，降低氧化條件，加速氧化過(guò)程的方式。催化劑具有降低活化能，改變部分反應歷程的作用。
按照狀態(tài)不同，催化劑主要有均相催化劑以及非均相催化劑兩類(lèi)，與之對應的催化濕式氧化反應分別為均相催化濕式氧化、非均相催化濕式氧化。前者主要是在溶液中添加可溶性催化劑，進(jìn)而以分子或者離子形式加快氧化反應，其反應溫度溫和、反應性能專(zhuān)一，然而因為均相催化劑可溶解，因而為了避免造成再污染的現象，應采取相應措施對催化劑進(jìn)行回收處理。后處理工序使氧化工藝流程更為復雜化，并且增加了水處理成本。而非均相催化劑多為固態(tài)，易與溶液分離，因而其操作流程比較簡(jiǎn)便。所以，實(shí)踐應用中，提高催化劑的活性以及穩定性是提高催化濕式氧化技術(shù)水平的核心內容。
2.2 超臨界水氧化法
超臨界水氧化技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)SCWO，起源于美國，具有徹底分解廢水中有機物的特點(diǎn)。如圖2所示，一般情況下，水主要氣態(tài)、液體以及固態(tài)三種存在形式。但是當溫度以及壓力處于臨界狀態(tài)，即溫度達到647K，壓力達到22.MPa時(shí)，水的狀態(tài)便會(huì )發(fā)生改變，成為一種超臨界流體。與氣、液、固三態(tài)不同，超臨界流體的密度、粘度以及其它物理性能均發(fā)生了改變。具可靠數據表明，超臨界水可有效溶解氧氣以及有機物，特別是對于苯、己烷以及氧氣等物質(zhì)的混合比例沒(méi)有任何要求。與此同時(shí)，升高溫度會(huì )對超臨界水氧化反應起到促進(jìn)作用。另外，超臨界水氧化技術(shù)與燃燒過(guò)程具有一定程度上的相似，當廢水中需要被氧化的還原性物質(zhì)的含量在2000mg/L以上時(shí)，氧化反應產(chǎn)生的熱量也足以維持整個(gè)反應過(guò)程，而并不需再借助其他外界能量。
3、結語(yǔ)
隨著(zhù)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，有機污染物的數量逐年增加，并通過(guò)各種方式流入水體之中，對動(dòng)植物以及人體造成極大傷害。因而，加大對有機廢水的研究力度，改進(jìn)水處理技術(shù)是十分必要的，且迫在眉睫。濕式氧化法是處理有毒有害、難降解廢水的有效途徑。濕式氧化法是在高溫高壓條件下，將氧氣或者空氣作為氧化劑，對溶液中的有機物以及還原態(tài)的無(wú)機物進(jìn)行降解處理的技術(shù)，具有處理效果好、處理效率高、經(jīng)濟環(huán)保性能強等優(yōu)勢，被廣泛應用于高濃度、難降解的有機廢水處理領(lǐng)域。（來(lái)源：營(yíng)口市環(huán)境保護科學(xué)研究所）
