工艺技术 湿式氧化/WAO技术主要影响因素

1 废水的反应热和空气量


在湿式氧化(湿式燃烧)系统中依靠有机物被氧化所释放的氧化热来维持反应温度，单位质量被氧化物质在氧化过程中产生的热值即为燃烧值。同时，湿式氧化过程中需要消耗空气，所需空气的量由废水降解的COD值计算获得。

经验公式一一

(1)完全去除时空气的理论需要量与废液浓度之间的关系：

A=4.3COD(g空气/L废液)

(2)放热量：

H=4.3CODx3.16=13.6COD〔kJ/L废液)

表3.5 某些燃料和废料热值和每消耗1kg空气时的热值



2 废水中有机物的结构

大量研究表明：有机物氧化与物质的电荷特征和空间结构有很大的关系，不同的废水有各自的反应活化能和不同的氧化反应过程，因此湿式氧化的难易程度不同。

3 温度

决定性因素。
反应温度低，即使延长反应时间，反应物的去除率也不会显著提高。

表3-6 不同温度下水和氧的一些物理性质



4.压力

系统压力的主要作用是保持反应系统内液相的存在，对氧化反应的影响并不显著。如果压力过低，大量的反应热会消耗在水的蒸发上，这样不但反应温度得不到保证，而且反应器有蒸干的危险。因此，在一定温度下，总压不应低于该温度下水的饱和蒸气压。

表3.7 湿式氧化装置内反应滨度与反应压力的经验关系



5 废水的pH值

反应体系的pH值变化的规律：先变小(中间体羧酸的积累)后略有升高(中间体的进一步氧化)，温度越高，物质的转化越快，pH值的变化越剧烈。

废水的pH值对湿式氧化的影响有三种情况：

(1)pH值越低，氧化效果越好。例：有机磷农药废水；

(2)pH值对COD去除率的影响存在极值点。例：含酚废水在pH值为3.5~4.0时，COD的去除率最大。

(3)pH值越高，处理效果越好。例：酒厂废水。

一一调节废水到适宜的pH值，有利于加快反应的速度和有机物的降解。
一一低的pH值对反应设备的腐蚀增加，对反应设备的材质要求高，材料使用费用增加；低的PH值易使催化剂活性组分溶出和流失，造成二次污染。

设计WAO流程时要两者兼顾。

6 停留时间

(1)达到处理效果所需要的时间随反应温度的升高而缩短；

(2)去除率越高，所需的反应温度越高或反应时间越长

(3)氧分压越高，所需的温度越低或反应时间越短。

根据污染物被氧化的难易程度以及处理的要求，可确定最佳反应温度和反应时间。
一般而言，湿式氧化处理装置的停留时间在0.1~2h之间。

7 揽拌强度

在高压反应釜内进行反应时，氧气从气相向液相中传质与揽拌强度有关。

揽拌强度影响传质速率，搅拌强度越大，液体的涟流程度越大，氧气在液相中的停留时间越长，传质速率就越大。

当搅拌强度增大到一定程度时，搅拌强度对传质速率的影响很小。

8 反应产物

一般条件下，大分子有机物经湿式氧化处理后，大分子断裂，然后进一步被氧化为小分子的含氧有机物。

乙酸是一种常见的中间产物，由于其进一步氧化较困难，往往会积累下来。

如果进一步提高反应温度，可将乙酸等中间产物完全氧化为CO2和H2O等最终产物。

选择适宜的催化剂和优化工艺条件，可以使中间产物有利于WAO的彻底氧化。

9 反应尾气

WAO系统排出的氧化气体成分，随着燃烧物质和工艺条件的变化而不同。

WAO氧化气体的主要组成成分见下表



WAO氧化气体的主要成分是N2和CO2。氧化气体一般具有刺激性臭味，需进行脱臭处理。