隨著醫藥、化工、染料等行業的發展,人工合成有機物種類與數量與日俱增,高濃度難降解廢水越來越多,成分越來越復雜,廢水中所含的污染物主要是難降解的有機物(芳烴類等),BOD/COD很低,有時在0.1以下,難以生物降解,另外污染物毒性大,許多物質如苯胺、硝基苯、多環芳烴等都被列入環境污染黑名單。因此高濃度難降解有機廢水的處理,是廢水處理的難點和熱點,通常難以用常規工藝處理,需要用到廢水高級氧化預處理工藝。
凡反應涉及羥基自由基(·OH,hydroxylfreeradical)的氧化過程,就屬于高級氧化過程(advanced oxidation process,AOP),又稱高級氧化技術(advanced oxidation technol ogy)。高級氧化技術是近20年來環境領域新發展的一組技術,主要采用以羥基自由基為核心的強氧化劑,快速、無選擇性、徹底氧化環境中的各種有機與無機污染物。
濕式氧化法
濕式氧化(wet air oxidation,WAO法)是在高溫、高壓下,利用空氣或氧氣(或其他氧化劑,如O3、H2O2、Fenton試劑等)氧化水中溶解態或懸浮態的有機物或還原態的無機物的一種處理方法。該法采用溫度在150~374℃(374℃為水的臨界溫度,超過此溫度水不再以液相狀態存在),通常采用溫度為200~320℃,壓力為1.5~20MPa。高溫可以提高 O2在液相中的溶解性能,高壓的目的是抑制水的蒸發以維持液相,而液相的水可以作為催化劑,使氧化反應在較低溫度下進行。
濕式氧化法具有使用范圍廣,處理效率高,二次污染少,氧化速度快,裝置小,可回收能量和有用物料等優點,最初由美國的Zimmerman研究提出,20世紀70年代以來,濕式氧化技術發展很快,應用范圍擴大,裝置數目和規模增大,并開始了催化濕式氧化的研究與應用,主要用于含氰廢水、含酚廢水、活性炭再生、造紙黑液以及難降解有機物質和城市污泥及城市垃圾滲出液處理。
濕式氧化法的局限性在于:a.該法要求在高溫、高壓條件下進行,系統的設備費用高,條件要求高,一次投資大;b.僅適用于小流量的高濃度有機污水,或作為某種高濃度有機廢水的預處理,否則很不經濟;c.對某些有機物如多氯聯苯、小分子羧酸的去除難以完全氧化。
為降低濕式空氣氧化的反應溫度和壓力,同時提高處理效果,出現了使用高效、穩定的催化劑的催化濕式氧化法和加人更強的氧化劑(過氧化物)的濕式過氧化物氧化法,為徹底去除一些難以去除的有機物,利用超臨界水的特性,將廢液加溫升至水的臨界溫度以上以加速反應過程,稱為超臨界濕式氧化法。