也谈高浓度催化氧化技术

现今，中国成为世界工厂。许多发达地区的化工企业，都把重污染生产基地放在了中国，以至于中国处处无污染。
我刚做环保工程时（1999年），1万左右COD的废水都算高浓度。再看看现在5万以上COD的废水比比皆是。而且高浓度废水一般都是农药、制药行业的生产废水，根本不适合生物处理。起码不能一开始就使用生物处理工艺。在这种情况下，催化氧化工艺的出现，就弥补了高浓度精细化工废水处理工艺技术的空缺。
环保催化氧化技术现在在水处理、废气处理、污泥处理中均有运用。我对废水处理的催化氧化技术比较熟悉，所以本文就谈一谈废水的催化氧化技术。
催化氧化法改进自化学氧化法。传统的化学氧化法是在废水中加入氧化剂来氧化水中的有机物。但是仅靠氧化剂的氧化能力往往不能达到理想的氧化效果，所以使用一些辅助手段提高氧化效率（如利用高温高压的条件），1958年F.J.Zimmermann提出的湿式氧化技术(WAO)是以空气或纯氧作氧化剂在高温(150～350℃)高压(0.5～28MPa)条件下,将废水中的有机物氧化分解为小分子有机物或CO2和H2O。上世纪70年代WAO技术已成功应用于高浓度有毒有害工业废水的处理之中。但在WAO技术中使用了较高的温度与压力，这给设备的制造、运行操作都带来了相当大的困难。此外，投资费用高，能量消耗大，运行成本高等因素都使WAO工艺在实际应用中受到了很大的限制。但是(WAO)也不能算严格意义上的催化氧化技术，而且研究发现(WAO)在处理某些废水中还会产生毒性更大的中间产物，所以后来一些专家尝试在(WAO)中加入了催化剂。效果十分理想。但是高温高压的运行条件一直是催化氧化不能推广的主要原因。
上世纪八十年代末，废水工程中有人使用了Fenton试剂。Fenton试剂是现代常温常压催化氧化技术的雏形，直到现在环保催化氧化技术的理论，还是套用Fenton试剂中产生羟基自由基的说法。上世纪末期，出现的铁碳处理装置。其实是现在固体催化技术的雏形，其实铁碳法有许多优点，但是其缺点也非常的明显（板结、消耗快等）。至于铁碳法的处理原理，到现在也是众说纷纭。有人认为是还原法，有人认为是氧化法，有人说是内电解，也有人说是电池原理。其实，这就是催化剂理论的特性。任何催化剂的产生实践性高于理论，包括许多化工生产中的催化剂，其出现往往来源于无数次的试验偶尔得出现。许多催化原理根本无法完全解释实际的结果。
21世纪一个技术爆炸的时代，废水催化技术在进入新世纪后飞快进步。许多专家在原有的技术上，对原有工艺的改进做出了卓越的贡献。比如，类Fenton试剂（在Fenton试剂反应过程中，采用UV、超声等辅助力量）的出现，解决了Fenton试剂许多的局限性。废水催化氧化处理技术中，均相催化剂的出现，弥补了铁碳法的一些局限性。纵观新出现的催化技术，我有幸也对此有所研究和运用。在这里，我提出一些心得希望能抛砖引玉，是我国的废水中催化技术进一步的提高。
1、 类芬顿试剂中UV的使用必须非常谨慎，有些朋友在废水工程中使用了光催化氧化技术。但是他对光波的选择，半导体的固定以及半导体活性却忽略了。以至于运转效果不佳。
2、 超声技术是非常有前景的技术，它的空化能使局部在短时间达到高温高压的效果。非常适合于小水量高浓度废水的处理
3、 均相催化剂的选择，不能走入误区，有的朋友认为金属的选择越贵越有效。其实，这是错误的不同的废水应选用不同的催化剂，我做过一个烟碱类农药的废水，COD8万多，选用钯系列的催化剂效果一般，但是成本太高。所以我有使用了铜系列的催化剂，效果远超贵金属系列的催化剂。
4、 不同的催化剂需要不同的反应条件，所以当你在实验时发现效果不好时，千万别灰心。有时改变一下反应的条件，就会有意料不到的结果。
5、 许多朋友都喜欢自己配催化剂，但是固体催化剂并不是搭积木。一加一就一定大于一，有的时候蹩脚的催化剂烧结工艺会使你的固体催化剂，变成一块瓷片或玻璃。
6、 我不信一种催化剂能处理所有的废水，我身边有太多这样的神话。号称其有某种装置，只要高浓度废水，就能处理。对此，我一直不予评论，无奈这类神奇的装置很快的就消声灭迹。我尊重科学，喜欢以实验数据来说话。
以上就是我的一些看法，不好的地方请各位多多指教。有志同道合的朋友可以和我联系。共同探讨和提高。我的QQ450074821 MSN KUZERA@HOTMIAL.COM