湿式氧化法处理活性污泥的原理及应用进展

湿式氧化法处理活性污泥的原理及应用进展

湿式氧化法（WAO）在高温、高压下，利用氧化剂将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，从而达到去除污染物的目的。适用范围广，处理效率高，极少有二次污染，氧化速率快，可回收能量及有用物料高效、稳定的催化剂和催化湿式氧化法和加入更强的氧化剂（过氧化物）的湿式过氧化物氧化法很有发展前途的水处理方法WAO技术的机理湿式氧化去除有机物所发生的氧化反应主要属于自由基反应，共经历诱导期、增殖期、退化期以及结束期四个阶段诱导期：

RH＋O2→R·＋HOO·（1）

2RH＋O2→2R·＋H2O2

（2）增殖期:R·＋O2→ROO·（3）

ROO·＋RH→ROOH＋R·（4）湿式氧化反应属于自由基反应机理

退化期:

ROOH→RO·＋HO·（5）

ROOH→R·＋RO·＋H2O（6）结束期:

R·＋R·→R－R（7）

ROO·＋R·→ROOR

（8）

ROO·＋ROO·→ROH＋R1COR2＋O2（9）有机物的湿式氧化反应是通过下列自由基的生成而进行的

O2→O·＋O·

O·＋H2O→HO·＋HO·RH＋HO·→R·＋H2OR·＋O2→ROO·ROO·＋RH·→R·＋ROOH

首先是形成HO·自由基，然后HO·自由基与有机物RH反应生成低级羧酸ROOH，ROOH再进一步氧化形成CO2与H2O为提高自由基引发的繁殖的速度，一种有效的方法是加入过渡金属化合物

RH＋Mn+→R·＋M(n-1)+＋H+

ROOH＋Mn+→M(n+1)+

＋OH-

＋RO·ROOH＋Mn+→M(n-1)+＋H+＋ROO·

当催化剂M浓度过高时，由于形成下列反应又会抑制氧化反应速率，这就是反催化作用

ROO·＋M(n-1)→＋ROOM+

湿式氧化工艺湿式氧化处理剩余污泥的研究湿式氧化过程中剩余污泥氧化机理分析(1)O2从气相主体向气、液相界面扩散，并在气液界面处迅速达到饱和；(2)O2从气液界面向液相主体扩散，并达到污泥的表面；(3)在液相污泥的表面发生化学氧化反应，产生挥发性脂肪酸、氨基酸、CO2、H2O等物质；(4)挥发性脂肪酸、氨基酸、CO2等物质扩散进入气液混合物主体湿式氧化处理剩余污泥反应动力学研究试验装置示意

反应动力学模型

两阶段一级反应动力学模型反应速率方程：

m=l，n=0

t=0时，[c]=[c0]

不同温度下进行的湿式氧化的反应模型有3种：

两阶段一级反应动力学3种基本模式a)初始慢速引导期接一个快速反应期；b)没有引导期；c)初始快速引导期接慢速反应期

广义动力学模型模型假设

假设A一B、A一C和B—C的反应均是一级反应，则在一个理想的釜式反应器中有：简写为：t=0时，[A0]=[A]，[B]=[Bo]

反应动力学模型的验证R2≥0.98

湿式氧化处理剩余污泥的研究因素停留时间温度压力温度对有机物去除效果的影响温度对BOD、COD去除的影响

温度对CODs/COD，BOD/COD

的影响

污泥中挥发分、污泥消化率随湿式氧化温度的变化温度对氮、磷、pH、碱度变化情况的影响

污泥中TN，NH3—N，pH，碱度随湿式氧化温度的变化温度对硫变化情况的影响

温度对上清液中硫酸根浓度的影响

压力对湿式氧化的影响

BOD,COD的变化曲线CODs/COD，BOD／COD变化曲线

污泥中挥发分、污泥消化率随压力的变化压力对氮、磷、pH、碱度变化情况的影响污泥中TN，NH3—N，pH，碱度随氧分压的变化

压力对硫变化情况的影响

压力对上清液中硫酸根浓度的影响

停留时间对湿式氧化的