催化湿式氧化法的概念原理

催化湿式氧化法
催化湿式氧化法（Catalytic Wet Oxidation Process,CWOP）是一种工业废水的高级处理方法（属于物理化学方法）。它是依据废水中的有机物在高温高压 下进行催化燃烧的原理来净化处理高浓度有机废水的，其最显著的特点是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应，反应中生成的有机自 由基可以继续参加·OH的链式反应，或者通过生成有机过氧化物自由基后，进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产 物CO2和H2O，从而达到了氧化分解有机物的目的。
表1为各种氧化剂的氧化电位，可见羟基自由基是一种极强的化学氧化剂，它的氧化电位比普通氧化剂(如臭氧、氯气、过氧化氢)高 得多，这意味着·OH的氧化能力要大大高于普通化学氧化剂。
表1　各种氧化剂的氧化电位[2]
氧化剂 半反应 氧化电位(V)
·OH ·OH+H++e→H2O 3.06
O3 O3+2H++2e→O2+H2O 2.07
H2O2 H2O2+2H++2e→2H2O 1.77
HClO 2HClO+2H++2e→2Cl-+2H2O 1.63
Cl2 Cl2+2e→2Cl- 1.358
Fenton试剂为常用的催化试剂，它是由亚铁盐和过氧化物组成，当PH值足够低时，在亚铁离子的催化作用下，过氧化氢会分解产生OH·，从而引发一系列的链反应。Fenton试剂在水处理中的作用主要包括对有机物的氧化和混凝两种作用.Fenton试剂能不同程度得去除水中得有机物，如在处理饮用水中得4种三卤甲烷得动力学研究中发现：对于不同浓度得溴仿，当PH＝3.5时，H2O2和亚铁离子得最佳摩尔比为3.7～1.9。不同起始浓度得溴仿在3分钟时降解率为65％～85％，降解机理符合准一级动力学，氯仿未发 生降解。
影响Fenton试剂反应得主要参数包括溶液得pH值，停留时间，温度，过氧化氢及亚铁离子浓度，操作时pH值不能过高（2～4）。
其他催化试剂还有H2O2 / O3 ，它是饮用水应用领域应用最广泛得高级氧化技术，因为只需要向臭氧发生器中加入过氧化氢即可。臭氧本身具有极强得 氧化性，能去除大量得有机物，但对某些卤代烃及农药等有机物得氧化效果较差，将臭氧和过氧化氢结合使用可大大提高氧化效率，它的主要 特点是在浊度较高得水中仍然运行良好。