LDO低温常压湿式氧化技术介绍

LDO低温常压湿式氧化技术介绍

LDO（Low Temperature Wet Oxidation，低温湿式氧化）技术是一种高效、先进的高级氧化技术，专门用于处理高浓度、难降解、有毒有害的有机废水。它是在传统湿式空气氧化（WAO）基础上发展起来的一种改进技术，其核心突破在于显著降低了反应所需的温度和压力，同时提高了处理效率。

一、技术核心原理

1.基础：湿式氧化： 在高温高压条件下，利用氧气（空气或纯氧）作为氧化剂，在水相中将有机污染物氧化分解为小分子有机物（如有机酸、醇类）或最终矿化为二氧化碳和水。

2.LDO的关键创新：催化剂：

LDO技术区别于传统WAO的最大特点在于使用了高效的多相催化剂（通常是负载在载体上的贵金属或过渡金属氧化物）。催化剂的作用是显著降低反应的活化能，使得氧化反应可以在更低温度（通常100-150°C）和更低压力（通常1-3 MPa） 下高效进行。

催化剂促进氧气生成活性更高的氧化物种（如羟基自由基·OH、过氧化氢等），这些强氧化剂能更有效地攻击并破坏有机污染物的分子结构。

3. 工艺过程简述

（1）预处理： 废水经过必要的均质、调节pH值（通常偏碱性更有利于反应）、过滤（去除可能堵塞反应器或毒害催化剂的悬浮物）等步骤。

（2）加压与加热： 废水和氧化剂（通常是压缩空气或氧气）被泵入系统，加压到所需压力（1-3 MPa）。废水被预热到接近反应温度（100-150°C）。

（3）催化氧化反应： 预热的废水、氧化剂和催化剂（固定在反应器内）进入催化反应器。在设定的温度和压力下，催化剂催化氧气与废水中的有机物发生氧化分解反应。

（4）热交换与能量回收： 高温的反应流出物通过热交换器与新进入的废水和/或氧化剂进行热交换，回收大部分热量，降低系统能耗。

（5）气液分离： 反应后的混合物进入气液分离器。气相（主要是未反应的氧气、氮气、二氧化碳等）排出，可能经过处理后排放或部分循环利用。液相（处理后的水）流出。

（6）固液分离（如果需要）： 如果反应过程中有少量固体副产物（如无机盐沉淀）产生，处理后的水可能需要经过固液分离（如沉淀、过滤）。

（7）后续处理： 处理后的水通常可生化性大大提高（BOD/COD比值显著增加），可以直接进入常规生化处理系统（如活性污泥法）进行最终处理，达到排放标准。有时也可考虑进一步深度处理或回用。

二、LDO技术的主要优势

1.低温低压： 相比传统WAO（通常>200°C, >5MPa），LDO在更温和的条件下运行，显著降低了设备投资（材料要求降低）和运行成本（能耗降低），提高了操作安全性和设备使用寿命。

2.处理效率高： 高效催化剂的存在使有机物去除率（COD去除率）更高，反应时间更短。对难降解有机物（如杂环化合物、多环芳烃、卤代有机物、农药、制药中间体、染料中间体等）有特效。

3.提高可生化性： 能将难降解的大分子有机物氧化分解为易生物降解的小分子中间产物（如有机酸），为后续生化处理创造了良好条件。

4.无二次污染（相对焚烧）： 反应在水相中进行，避免了焚烧法可能产生的二噁英、呋喃等剧毒气体和飞灰问题。

5.适应性强： 可以处理高浓度有机废水（COD可达数万至数十万mg/L），对废水含盐量的耐受性通常优于生化法。

6.矿化程度高： 可以将部分有机物彻底矿化为CO?和H?O，实现污染物的彻底消除。

7.污泥产量低： 相比某些物理化学方法（如混凝沉淀）或生化法，产生的剩余污泥量通常较少。

二、LDO技术的局限性与挑战

1.催化剂成本与寿命： 高效催化剂（尤其是贵金属催化剂）成本较高，且在实际废水中可能面临中毒（如硫化物、卤化物、重金属）、活性组分流失或机械磨损等问题，需要定期再生或更换，增加了运行成本。

2.对进水水质有一定要求： 高浓度悬浮物、油脂、钙镁离子（易结垢）、某些催化剂毒物（如高浓度硫化物、氯化物）等可能影响催化剂活性和反应器正常运行，需要加强预处理。

3.设备复杂性： 虽然比传统WAO简化，但仍属于高温高压系统，需要特种设备（反应器、高压泵、换热器等）和精确的过程控制，投资成本相对常规生化法仍然较高。

4.不完全矿化： 对于非常复杂的污染物，可能无法达到100%矿化，会产生一些中间产物，需要后续处理。

5.应用范围： 主要针对高浓度、难降解废水。对于低浓度废水，其经济性可能不如生化法。

三、典型应用领域

LDO技术特别适合于处理以下类型的废水：

1.石化与炼油废水： 含酚、氰、硫化物、环烷酸等高浓度难降解有机物废水。

2.化工与制药废水： 农药、染料、医药中间体生产废水，含杂环、硝基、卤代等难降解有机物。

3.焦化废水： 含高浓度酚、氰、氨氮、杂环化合物（喹啉、吲哚等）的废水。

4.垃圾渗滤液： 老龄垃圾渗滤液或浓缩液，含有大量腐殖酸、富里酸等难降解有机物。

· 

5.造纸废水： 制浆黑液（经浓缩预处理后）或含氯漂白废水。

6.印染废水： 高浓度、高色度、含难降解染料及助剂的废水。

7.危险废物处理： 有机溶剂、废乳化液等的无害化处理。

四、应用场景和组合分析：

1.应用于废水生化前预处理 ：

（1）去除有毒有害物质，提高废水生化性 

（2）去除COD，降低生化负荷 

（3）无二次污染物产生

2 .应用于废水深度处理 ：

（1）、处理效率高，无二次污染

（2）与芬顿法相比，不产生“铁泥”固废。

3、与膜技术结合应用

（1）、降低进水COD，去除废水中的有机物，

（2）减轻膜系统的进水负荷及受污染程度，

（3）进而提高膜系统的产水率和使用寿命

结论:

       LDO低温湿式氧化技术通过引入高效催化剂，成功地将湿式氧化技术的操作条件从高温高压降低到更温和的低温低压范围。它在处理高浓度、难降解、有毒有害有机废水方面具有显著优势：处理效率高、可提高废水可生化性、降低能耗和设备要求（相比传统WAO）、无二次污染（相比焚烧）。尽管存在催化剂成本与寿命、进水水质要求等挑战，LDO技术仍是当前高难度有机废水预处理或深度处理领域的一项高效、清洁、有前景的关键技术，尤其适用于那些常规生化法难以处理或处理成本极高的废水场景。其应用通常作为整个废水处理流程中的核心预处理单元，为后续生物处理铺平道路或直接达到排放标准。