濕式氧化法處理活性污泥的原理及應(yīng)用進(jìn)展

濕式氧化法處理活性污泥的原理及應(yīng)用進(jìn)展

濕式氧化法（WAO）在高溫、高壓下，利用氧化劑將廢水中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，從而達(dá)到去除污染物的目的。適用范圍廣，處理效率高，極少有二次污染，氧化速率快，可回收能量及有用物料高效、穩(wěn)定的催化劑和催化濕式氧化法和加入更強(qiáng)的氧化劑（過(guò)氧化物）的濕式過(guò)氧化物氧化法很有發(fā)展前途的水處理方法WAO技術(shù)的機(jī)理濕式氧化去除有機(jī)物所發(fā)生的氧化反應(yīng)主要屬于自由基反應(yīng)，共經(jīng)歷誘導(dǎo)期、增殖期、退化期以及結(jié)束期四個(gè)階段誘導(dǎo)期：

RH＋O2→R·＋HOO·（1）

2RH＋O2→2R·＋H2O2

（2）增殖期:R·＋O2→ROO·（3）

ROO·＋RH→ROOH＋R·（4）濕式氧化反應(yīng)屬于自由基反應(yīng)機(jī)理

退化期:

ROOH→RO·＋HO·（5）

ROOH→R·＋RO·＋H2O（6）結(jié)束期:

R·＋R·→R－R（7）

ROO·＋R·→ROOR

（8）

ROO·＋ROO·→ROH＋R1COR2＋O2（9）有機(jī)物的濕式氧化反應(yīng)是通過(guò)下列自由基的生成而進(jìn)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·自由基與有機(jī)物RH反應(yīng)生成低級(jí)羧酸ROOH，ROOH再進(jìn)一步氧化形成CO2與H2O為提高自由基引發(fā)的繁殖的速度，一種有效的方法是加入過(guò)渡金屬化合物

RH＋Mn+→R·＋M(n-1)+＋H+

ROOH＋Mn+→M(n+1)+

＋OH-

＋RO·ROOH＋Mn+→M(n-1)+＋H+＋ROO·

當(dāng)催化劑M濃度過(guò)高時(shí)，由于形成下列反應(yīng)又會(huì)抑制氧化反應(yīng)速率，這就是反催化作用

ROO·＋M(n-1)→＋ROOM+

濕式氧化工藝濕式氧化處理剩余污泥的研究濕式氧化過(guò)程中剩余污泥氧化機(jī)理分析(1)O2從氣相主體向氣、液相界面擴(kuò)散，并在氣液界面處迅速達(dá)到飽和；(2)O2從氣液界面向液相主體擴(kuò)散，并達(dá)到污泥的表面；(3)在液相污泥的表面發(fā)生化學(xué)氧化反應(yīng)，產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸、氨基酸、CO2、H2O等物質(zhì)；(4)揮發(fā)性脂肪酸、氨基酸、CO2等物質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)入氣液混合物主體濕式氧化處理剩余污泥反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究試驗(yàn)裝置示意

反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型

兩階段一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型反應(yīng)速率方程：

m=l，n=0

t=0時(shí)，[c]=[c0]

不同溫度下進(jìn)行的濕式氧化的反應(yīng)模型有3種：

兩階段一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)3種基本模式a)初始慢速引導(dǎo)期接一個(gè)快速反應(yīng)期；b)沒(méi)有引導(dǎo)期；c)初始快速引導(dǎo)期接慢速反應(yīng)期

廣義動(dòng)力學(xué)模型模型假設(shè)

假設(shè)A一B、A一C和B—C的反應(yīng)均是一級(jí)反應(yīng)，則在一個(gè)理想的釜式反應(yīng)器中有：簡(jiǎn)寫(xiě)為：t=0時(shí)，[A0]=[A]，[B]=[Bo]

反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的驗(yàn)證R2≥0.98

濕式氧化處理剩余污泥的研究因素停留時(shí)間溫度壓力溫度對(duì)有機(jī)物去除效果的影響溫度對(duì)BOD、COD去除的影響

溫度對(duì)CODs/COD，BOD/COD

的影響

污泥中揮發(fā)分、污泥消化率隨濕式氧化溫度的變化溫度對(duì)氮、磷、pH、堿度變化情況的影響

污泥中TN，NH3—N，pH，堿度隨濕式氧化溫度的變化溫度對(duì)硫變化情況的影響

溫度對(duì)上清液中硫酸根濃度的影響

壓力對(duì)濕式氧化的影響

BOD,COD的變化曲線CODs/COD，BOD／COD變化曲線

污泥中揮發(fā)分、污泥消化率隨壓力的變化壓力對(duì)氮、磷、pH、堿度變化情況的影響污泥中TN，NH3—N，pH，堿度隨氧分壓的變化

壓力對(duì)硫變化情況的影響

壓力對(duì)上清液中硫酸根濃度的影響

停留時(shí)間對(duì)濕式氧化的