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濕式空氣氧化和濕式催化氧化法

　　濕式催化氧化法(CWAO)是指在高溫(123～320℃)、高壓(0.5—10 MPa)和催化劑(氧化物、等)存在的條件下，以空氣中的O2為氧化劑，在液相中將有機污染物氧化為CO2、H2O等無機小分子或有機小分子的化學過程。

　　一般認為，濕式氧化反應是自由基反應，其過程分為鏈的引發、鏈的發展或傳遞以及鏈的終止幾個階段。鏈的發展或傳遞階段，自由基與反應物分子相互作用，產生酯基自由基(ROO?)、羥基自由基(HO?)以及烴基自由基(R?)，羥基自由基有強氧化性，可以氧化有機廢物。鏈的引發階段，主要是由分子氧與反應物分子作用生成烴基自由基(R?);鏈的發展或傳遞階段，自由基與反應物分子相互作用，產生酯基自由基(ROO?)、羥基自由基(HO?)以及烴基自由基(R?)，羥基自由基有強氧化性，可以氧化有機廢物;鏈的終止階段，自由基之問相互碰撞生成穩定的分子，使鏈的增長過程中斷，反應停止。

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?濕式氧化法脫硫催化劑的應用

　　催化劑是參與化學反應而不會在反應過程中發生質量變化或化學性質的變化,作用是加快化學反應的速率的物質。TiO2本身w毒無害,已廣泛用于食品、y藥、化妝品等各種領域。隨著化學工業在國民經濟中地位的提高,催化劑也越來越顯示出其重要作用,因為大多數化工產品生產過程是通過催化劑得以實現的。如以、石油或煤炭為原料合成氨,整個過程由加氫、脫硫、轉化、變換、化及氨合成等幾個工序構成。

　　雖然能夠滿足企業生產需要的脫硫催化劑品牌繁多，有些甚至為同一類型，但每種催化還是有著與其它催化劑所不同的特殊性質。人們對濕式氧化技術處理農y廢水進行了大量的研究，發現濕式氧化技術是一種十分有效的處理方法。選擇何種種類的脫硫催化劑，要根據催化劑的特質，并結合本企業的實際設備配置、工藝狀態、生產負荷、能力大小等綜合考慮。以國內目前濕式氧化法脫硫工藝中應用為廣泛、工藝成熟、技術透明度d、市場普及率及占有率g的兩大類--栲膠與酞菁鈷系列催化劑來說，也是各有千秋。栲膠催化劑價格低廉，穩定性強，泡沫浮選好，但脫高硫及有機硫較弱，而且使用不當時容易堵塔。

光催化殺菌除藻的原理

　　光催化(photocatalyst)主要成分是納米二氧化鈦(TiO2)。TiO2本身w毒無害,已廣泛用于食品、y藥、化妝品等各種領域。80年代后，一些科研單位針對造紙黑液、含硫廢水、酚和煤制氣廢水、農y廢水和印染廢水等進行了濕式氧化實驗研究。光觸媒通過光的照射下會產生類似光合作用的光催化反應(氧化-還原反應)，產生出氧化能力極強的自由氫氧基和活性氧，這些產物可殺滅病原微生物和分解有機污染物。TiO2吸收光能量之后，價帶(valence band)中的電子就會被激發到導帶(con-duction band)，形成帶負電的高活性電子e-，同時在價帶上產生帶正電的空穴h 。在電場的作用下，電子與空穴發生分離，遷移到粒子表面的不同位置。熱力學理論表明，分布在表面的h 可以將吸附在TiO2表面OH-和H2O分子氧化成OH自由基，而OH自由基的氧化能力是水體中存在的氧化劑中強的，故能g效快速徹底殺滅各種x菌、病毒，對一般消d劑有抗性的病原微生物也能徹底分解，并將終降解為CO2、H2O等無害物質。此外，許多有機物的氧化電位較TiO2的價帶電位更負一些,能直接為h 所氧化。而TiO2表面高活性的e-則具有很強的還原能力，可以還原去除水體中金屬離子。

　　TiO2光催化殺滅微生物機理主要包括直接反應和間接反應，直接反應是光生電子和空穴直接和細胞壁、細胞膜或細胞的組成成分反應，從而殺滅菌類;間接反應是光生電子或光生空穴與水或水中的溶氧反應，形成·OH、·O-2、H2O2等具有很強氧化能力的活性氧類，這些活性氧類能穿透菌類的細胞壁，進入菌體，阻止成膜物質的傳輸，阻斷其呼吸系統和電子傳輸系統，從而有效地殺滅菌類。由于常規的物理化學和生化處理方法難以或無法滿足對此類廢水凈化處理的技術及經濟要求，因此，開發難降解高濃度有機工業廢水g效處理技術已成為國內外現階段亟待解決的難題。

　　u 光催化技術是傳統消毒方法的革命，通過固載化技術，將納米TiO2光催化劑負載在固載材料上，在紫外條件下，對污水進行消毒，一方面可能減少污水紫外消毒系統對紫外光強度的依賴，降低紫外燈管的數量，另一方面光催化反應協同紫外殺菌，可能降低紫外消毒光復活作用，強化紫外消毒處理效果，這一技術的研究，對降低紫外消毒投資和運行費用，提高紫外消毒剩余消毒能力具有一定意義。各催化劑生產廠家所給出的催化劑用量只是一個指導數字，也是經驗數字，而且大都是一個范圍，這就需要各使用廠家要根據催化劑廠家提供的數字，結合本廠實際工況，通過不斷探索，遵照“按指導用量加入、用分析數據修正”的原則，確定催化劑的合理用量。

濕式催化氧化法處理原理和工藝流程

　　濕式催化氧化法(CWAO)是20世紀80年代國際上發展起來的一種治理高濃度有機廢水的新技術。濕式氧化法是使液體中懸浮或溶解狀有機物在有液相水存在的情況下進行高溫高壓氧化處理的方法。是在一定溫度、壓力下，在催化劑作用下，經空氣氧化使廢水中的有機物、氨分別氧化分解成CO2、H2O及N2等無害物質，達到凈化目的。其特點是凈化，流程簡單，占地面積少。可使焦化廢水中CODc，和NH3 -N 的去除率分別達99.5%和99.8%。

　　濕式催化氧化法(CWAO法)在各種有毒有害和難降解的高濃度有機廢水處理中非常有效，具有很高實用價值。當反應溫度為204～316℃時，包括碳氫化合物和氯化物在內的多種化合物的分解率均接近99%。加入適宜的催化劑以降低反應所需溫度和壓力，提高氧化分解能力，縮短時間，防止設備腐蝕和降低成本。應用催化劑加快反應速度，主要原因，其一降低了反應的活化能;其二改變反應歷程。

　　廢水在高溫高壓下，在保持液相狀態時通人空氣，在催化劑的作用下，對焦化廢水污染物進行徹底的氧化分解，使之轉化為無害物質，從而使廢水得到深度凈化。2、運行管理系統屬全自動操作運行，在中央控制室進行榷套裝盈的運轉控制。如廢水中含氮化合物的氨氮、q化物、硫q化物、有機氧化物等經分解后，終生成N2、CO2、SO42-等。

　　濕式催化氧化法工藝過程為：

　　廢水通過貯存罐由高壓泵打入熱交換器，與反應后的高溫氧化液體換熱，使溫度上升到接近于反應溫度后進入反應器。反應所需的氧由壓縮機打入反應器。濕式催化氧化法主要設備及運行管理1、主要設備氣壓縮機、原水升壓泵、高溫高壓反應器預熱器、加熱器、冷卻器，高壓氣液分離器熱煤汕爐、清洗沒胬、儲存設備、榆測設備，自動控制設備等。在反應器內，廢水中的有機物與氧發生放熱反應。在較高溫度下將廢水中的有機物氧化成二氧化碳和水，或低級有機酸等中間產物。反應后氣液混合物經分離器分離，液相經熱交換器預熱進料，回收熱能。高溫高壓的尾氣首先通過再沸器(如廢熱鍋爐)產生蒸汽或經熱交換器預熱鍋爐進水。其冷凝水由第二分離器分離后通過循環泵再打入反應器，分離后的高壓尾氣送入透平機產生機械能或電能。因此，這一典型的工業化催化濕式氧化系統不但處理了廢水，而且對能量逐級利用，減少了有效能量的損失，維持并補充催化濕式氧化系統本身所需的能量。