顾金凤1 李远祥2
1.江苏环保产业技术研究院股份公司 江苏南京 210019 2.江苏长青农化南通有限公司 江苏南通 226400
摘要:湿式空气氧化技术（Wet Air Oxidation, 简称WAO）最早是由美国人F.J Zimmermann在1944年研究提出，并于1958年首次应用于造纸黑液处理。由于其在高污染物废水处理领域的良好效果，一直是世界环保技术研究的热点及难点。WAO反应温度和压力较高，同时有机物降解率不高，为此催化剂作用下的催化湿式氧化（Catalytic Wet Advanced Oxidation，简称CWAO)应运而生。为解决高盐废水处理难的问题，因此开展本试验。
关键词：废水；高盐；湿式氧化
Study on application of wet oxidation project of high salt wastewater
Gu Jinfeng1 Li Yuanxiang 2
1. Jiangsu Environmental Protection Industry Technology Research Institute, Nanjing, Jiangsu 210000, China
2. Jiangsu Changqing Agrochemical Nantong Co., Ltd., Nanjing, Jiangsu 210000
Abstract: Wet Air Oxidation technology (WAO) was first proposed by American F.JZimmermann in 1944, and was first applied to the treatment of black liquor in papermaking in 1958. Because of its good effect in the field of high pollutant wastewater treatment, it has been the hotspot and difficulty of environmental protection technology research in the world. Catalytic Wet Advanced Oxidation (CWAO) came into being under the action of the catalyst because of its high reaction temperature and pressure and low degradation rate of organic matter. In order to solve the problem of the treatment of high salt wastewater, this experiment was carried out.
Key words: wastewater; High salt; Wet oxidation
一、背景介绍
高浓度高含盐化工废水是指含有大量可溶性有机物和无机盐（如盐酸盐、硫酸盐等）的水溶液。其COD值10000~150000，含盐3~30%。高浓度高含盐化工废水是化工厂主要污染来源之一，对废水的总COD贡献往往达到80~90%以上。高盐废水处理难度大、成本高，是化工废水处理中的难点问题。
高浓度高含盐化工废水的一般处理方法：
（1）稀释法
将该废水用10~100倍的清水稀释到COD值为2000~3000，含盐0.5%以下
再进入生化处理系统处理。
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（2）浓缩法
将该废水投入多效蒸发系统浓缩，蒸出的水稀释后进入生化处理系统处理
浓缩的盐（含有大量有机物），作为危险废物送有资质的单位处理。
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（3）燃烧法
将该废水与燃料混合后在高温下燃烧，尾气用水吸收后进入生化处理系统处理固体废盐填埋处理。
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（4）CWAO催化氧化处理
CWAO催化氧化是在合适的催化剂作用下，在高温（150℃-300℃）高压（1.5Mpa-10Mpa）条件下，以氧气或空气中的氧为氧化剂，在液相中将有机污染物氧化为无机物或小分子的化学过程。CWAO能有效处理采用焚烧法污染物浓度低、采用生化法污染物浓度高或者有较大毒性的高污染物有毒有害废水，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，从而达到去除污染物的目的。
二、技术原理
催化氧化的反应比较复杂，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催化氧化的反应属于自由基反应，通常可分为三个阶段，即：链的引发、链的传递和链的终止。
1、链的引发
催化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，反应如下：
RH+O2 → R?+HOO? (RH为有机物)
2 RH+O2 → 2 R?+ H2O2
H2O2+M → 2 OH? (M为催化剂)
2、链的传递
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+HO? → R?+ H2O
R?+O2 → ROO?
ROO?+RH → ROOH+R?
3、链的终止
若自由基之间相互碰撞生成稳定的分子，则链的增长过程将中断。
R?+ R? → R—R
ROO?+R? → ROOR
ROO?+ROO? → ROH+R1COR2+O2
二、技术特点
1、应用范围广：几乎可以氧化各类高浓度有机污染物，特别是毒性大、常规方法难降解的废水；
2、处理效率高：在合适的催化剂和温度压力条件下，COD降解率可以达到90%以上；
3、氧化速率快：CWAO处理废水时停留时间在30-150分钟内，与生物法相比停留时间大大降低，设备紧凑，占地面积小；
4、能耗消耗少：在一定的进水COD条件下，氧化反应放热可以维持反应所需要的温度条件，除启动热源外不需外部补充能量；
5、二次污染少：CWAO氧化有机物时，C被氧化为CO2 ，N被氧化为N2 或硝酸根离子，卤化物或硫化物被氧化为无机卤化物或硫化物，在反应过程中没有NOx、CO、 SOx、等有害物质产生，特别是反应温度低于300℃，完全避开了二恶英产生的温度（大于300℃）条件，尾气处理简单。
6、氧化剂为空气或氧气，通入空气或氧气为氧化剂氧源。
四、试验工艺参数及计算
CWAO法处理高含盐废水工艺，是以空气为氧化剂，在催化剂作用下与含盐原水高温高压下进行反应，将盐水中的有机污染物氧化降解成二氧化碳和水，从而使得盐水后处理（蒸发脱盐、膜分离脱盐、盐水吸附精制等）得以顺利进行。 本工艺流程是以氧化塔为主反应器，含盐原水与空气混合经过多级换热，逐步提高温度，再在油浴换热器中加热至反应所需的温度，进入氧化塔进行氧化反应。出塔的氧化后盐水与含盐原水经过多级换热，降温后去后处理。
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参考文献：
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[2]赵金川,赵一涵. 反渗透高盐废水再利用的方法及其系统[P]. 山东省：CN110697940A,2020-01-17.
[3]肖晓笛,汤权新,王刚,邹森林,刘丽,赖小娟. 一种高盐废水生化处理工艺[P]. 湖南：CN104150608A,2014-11-19.
作者简介：
1.顾金凤，1988年，女，本科，助理工程师，主要研究方向：有机化工；含氟精细化学品；高盐废水处理。
2.李远祥，1989年，男，本科，助理工程师，主要研究方向：燃料化学；高盐废水处理；有机-无机纳米杂化及功能材料（增透膜、自清洁膜等）。