湿式氧化法的工程应用——处理染料废水

我国的染料工业发展蓬勃，产量占世界总产量的1/5，而在染料工业发展中所产生的废水中，污染物有苯、酚、萘、蒽、醌为母体的氨基物，硝基物、胺类、磺化物、卤化物等，这些物质多是极性物质，易溶于水，成分复杂、浓度高、毒性大，COD一般均在5000mg/L以上，甚至高达7.5*10⁴mg/L。而近年来的新型染料均为抗氧化、抗生物降解型，处理难度日益增大，一般的物化和生化方法均难以胜任，出水无法满足排放要求。湿式氧化技术能有效破除染料废水中的有毒部分，分解有机物，提高废水的可生化性。

研究表明，活性染料的酸性染料适合湿式氧化，而直接染料稍难以空气氧化。而多数染料是酸性类型的，故采用湿式氧化法处理染料废水具有较大潜力。在200℃，总压6.0～6.3MPa，进水COD为3280～4880mg/L的条件下，活性染料、酸性染料和直接耐晒黑染料废水的COD去除率分别为83.6%、65%、50%。

Cu-Fe和Cu-Ce/FSC是优化制备的均相和非均相催化剂，将其应用于实际印染废水的CWAO处理研究，考察催化剂的实用性能以及CWAO法对实际印染废水的处理效果。研究结果表明，CWAO法处理印染废水，出水COD、BOD₅均达到三级标准，色度和pH均达到一级标准，非均相的Cu溶出浓度达到三级标准；而处理出水BOD₅/COD由0.021（处理前）提高到0.423（均相）和0.307（非均相），出水可生化性良好。

反应温度、氧分压、废水pH、催化剂投加量等都是对催化湿式氧化（CWAO）效果产生影响的因素。例如以Fe/AC为催化剂、O₂为氧化剂的非均相催化氧化体系处理偶氮染料活性红2BF的研究，当染料初始质量浓度为400mg/L时，在温度150℃、氧分压0.5MPa、pH=3、反应时间60min、催化剂投加量为4g/L的最佳条件下，活性红2BF色度几乎完全去除，TOC去除率94.21%。水样脱色率随催化剂用量、氧分压、反应温度的提高以及反应时间的延长而提高。进水pH值存在极值点，水样脱色率在酸性条件下随进水pH值的降低而提高，而碱性条件随进水pH值的升高而升高。在优化的工艺条件下，反应60min时水样脱色率达到99.99%