环保工艺之——高级氧化技术（十一）

1. 陶瓷--活性炭材料以多孔陶瓷为骨架，活性炭以涂层形式存在于多孔陶瓷内表面，以增强机械强度和提高活性炭分布。陶瓷--活性炭材料中活性炭质量含量为总质量的5-15%左右，可满足流体介质与活性炭之间的传质要求，有效发挥活性炭材料的功能。

2. 湿式氧化的氧化过程影响因素：

   湿式氧化的氧化程度决定于操作压力、温度、空气量、时间等因素，实际氧化程度可根据需要进行选择。

   1.温度：温度是湿式氧化系统处理效果的决定性因素，如反应温度低，即使延长反应时间，反应物的去除率也不会显著提高。当温度小于100度时，氧的溶解度随着温度的升高而降低；当温度大于150度时，氧的溶解度随着温度的升高而降增大，氧在水中的传质系数也随着温度的升高而增加，同时温度的升高使液体的粘度减小，因此温度升高有利于氧在液体中的传质和氧化有机物。但是当温度升高，总压力也会增加，使动力消耗大，且对反应器的要求也越高。湿式氧化法的温度操作范围为180-370℃（水的临界温度为374℃）操作压力一般不低于5.0-12.0MPa（超临界湿式氧化的操作压力可达43.8 MPa），操作温度为120℃时，通常只有20﹪左右的有机物被氧化，而反应温度高于320℃时，几乎所有的有机物都能被氧化。

   2.停留时间：到达处理效果所需要的时间随着反应温度的升高而缩短，去除率越高，所需要的反应温度越高或反应的时间越长，氧分压越高，所需要的反应温度越低或反应的时间越短。根据污染物被氧化的难易程度以及处理的要求，可确定最佳的反应温度及反应时间，一般而言，湿式氧化处理装置的停留时间在10min-2h之间。

   3.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，大量的反应热就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，在一定温度下，总压不应低于该温度下水的饱和蒸气压。在湿式氧化过程中，除料要保证废水和空气不断输入为保持废水处于液态下进行氧化燃烧，以及控制水蒸气的发生量，必须使反应控制在一定的压力下进行。一般情况下，操作压力越高，水蒸气与空气的比值就越小，即蒸气的发生量少，在操作压力一定的情况下，温度越高，蒸气发生量越大。

   4.有机物的结构：有机物的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，所以湿式氧化的难易程度也不相同。氧在有机物中所占的比例越小，其氧化性越大；碳在有机物中所占的比例越大，其氧化性越大。一般情况下湿式氧化过程是大分子氧化为小分子的快速反应期和继续氧化小分子中间产物的慢反应期两个过程。中间产物苯甲酸和乙酸对湿式氧化继续氧化有抑制作用，其原因是乙酸具有高的氧化值，很难被氧化，因此乙酸是湿式氧化常见的积累中间产物。湿式氧化处理废水的完全氧化效率很大程度上取决于乙酸的氧化程度。

   5.废水的反应热与所需的空气量：在该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，产生的热值即燃烧值。湿式氧化过程还需要消耗空气，所需空气量可由废水去除的COD值计算获得，实际需氧量由于受氧的利用率的影响，常比理论计算值高出20﹪左右，虽然各种物质和组分的燃烧热值和所需氧气量不尽相同，但他们消耗每千克空气所能释放的热量都大致相同，一般约为700-800kcal。完全去除时空气的理论需要量与废液浓度COD之间的关系为A=4.3COD(g空气/废液),相应的放热量为H=4.3COD×3.16=13.6COD(kj/L废液)。

   6.搅拌强度：在高压反应器内进行反应时，氧气充气相向液相中的传质速率与搅拌强度有关。搅拌强度影响传质速率，搅拌强度越大，液体的湍流程度越大，氧气在液体中的停留时间越长，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。