水处理高级氧化技术水处理高级氧化技术 报告人：雷乐成报告人：雷乐成 浙江大学环境工程研究所浙江大学环境工程研究所杭州玉泉，杭州玉泉，310027 一、有机废水处理方法v 高浓度难降解有机废水 厌氧＋好氧（A/O）v 污水富营养化 污水生物脱氮、磷v 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厌氧＋＋好氧（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 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 NO3-N） 厌氧工艺：将废水中的硝态氮转化为 氮气( NO3-N N2 )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＋生物氧化化学氧化化学氧化：将大分子分解成小分子、 破坏分子结构、提高废水的 生物可生化性；生物氧化生物氧化：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l湿式氧化（Wet Oxidation）l催化氧化 (Catalytic Oxidation)l光助氧化 (Photochemically Enhanced Oxidation)l电化学氧化（Electrochemically Enhanced Oxidation 1、湿式氧化l湿式亚临界氧化（Wet Sub-critical Oxidation）l湿式空气氧化（Wet Air Oxidation）l助加湿式氧化(Promoted Wet Air Oxidation)l湿式双氧水氧化(Wet Peroxide Oxidation)l湿式超临界氧化 (Wet Supercritical Oxodation) 湿式亚临界氧化l反应条件高温（150-300oC）, 高压 (5-20Mpa)l氧化剂空气或氧气(当T>150oC, T ，PO2 )l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） WAO工艺流程 WAO处理效果WAO处理印染废水 超临界湿式氧化•水的临界点：水的临界点：374.3 374.3 ｏｏＣ，Ｃ，22.05 22.05 ＭＭpapa；；•超临界水能与气体完全互溶；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超临界水作为一种流体，氧化反应无相间传质阻力．．溶质普通水超临界水无机物大部分易溶不溶或微溶有机物大部分微溶或不溶易溶气体大部分微溶或不溶易溶 超临界处理效果化合物温度oC压力Mpa氧化剂反应时间min去除率％2－硝基苯51544.8O210902，4－二甲基酚58044.8O2+H2O210992，4－二硝基甲苯52829.0O2398八氯二苯并呋喃60025.6O20.199.99二噁恩63025.6O20.199.99 湿式氧化工艺比较参数与指标SCWOWAO焚烧法温度oC 400-600150-3502000-3000压力Mpa30-402-20常压催化剂不需要需要不需要反应时间min<115-20>10去除率％>99.9975-9099.99自热是是不是适用性普适受限制普适排出物无毒、无色有毒、有色含NOx后续处理不需要需要需要 2、催化氧化v 均相催化氧化络合催化机理；金属盐类催化剂。
v 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q浸渍法；q溶胶－凝胶法（Sol-Gel）;q化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition） 湿式催化氧化效果 常温常压催化氧化氧化剂：二氧化氯氧化剂：二氧化氯催化剂：催化剂：Cu/r-Al2O3, Pt/AC处理废水：高浓度制药废水、染处理废水：高浓度制药废水、染 料中间体废水、医药料中间体废水、医药 中间体废水中间体废水 处理工艺流程 常态催化氧化效果进水水质进水水质：：pH=7~9，，CODCr=60000mg/L，色度，色度=20000倍，倍， 挥发酚挥发酚=100mg/L；；处理量处理量：：6m3/h；；处理结果处理结果：： 氧化出水：氧化出水：pH=5~6 ，，CODCr=5000mg/L，色度，色度=60倍倍 生化出水：生化出水：pH=6~7，，CODCr≤300mg/L，色度，色度=40倍倍 挥发酚挥发酚≤0.1mg/L 总投资总投资：： 150万元人民币；万元人民币；运行费用运行费用：：15元元/m3废水。
废水 3、光助氧化、光助氧化v光化学氧化UV/H2O2; UV/O3;UV/H2O2/O3v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l内电解反应－内电解反应－Fe／／C内电解染料脱色内电解染料脱色l低压电解－阳极氧化／阴极还原低压电解－阳极氧化／阴极还原l高压脉冲电解－等离子体技术高压脉冲电解－等离子体技术 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 臭氧产生率 处理效果 处理效果 高级氧化技术总结1、湿式氧化、湿式氧化：： 已经大规模推广应用，处理对象：高浓已经大规模推广应用，处理对象：高浓 度有机废水、污泥脱水、活性炭再生等；度有机废水、污泥脱水、活性炭再生等；2、催化氧化、催化氧化：： 已经积累了不少成功的经验，但催化剂和氧已经积累了不少成功的经验，但催化剂和氧 化剂的组合需要做大量的试验；化剂的组合需要做大量的试验；3、光化学氧化、光化学氧化：适合于低浓度有毒废水的深度处理，目前：适合于低浓度有毒废水的深度处理，目前 仅仅Fenton氧化有大规模的工程应用；氧化有大规模的工程应用；4、电化学氧化、电化学氧化：低压电化学法已有成功的工程应用，但是：低压电化学法已有成功的工程应用，但是 高压脉冲乃处于试验阶段高压脉冲乃处于试验阶段 。