一、湿式氧化工艺的核心优势

1. 高效处理高浓度有机废水

• 原理：在高温（125~320℃）、高压（0.5~20 MPa）条件下，氧气以溶解态与废水中的有机物发生自由基链式反应，直接氧化为 CO₂、H₂O 及无害小分子（如乙酸、甲醇等），或提高废水的可生化性（B/C 比）。
• 数据对比：
  • 对 COD（化学需氧量）为 50,000 mg/L 的制药废水，传统生化法难以直接处理，而湿式氧化可将 COD 降至 5,000 mg/L 以下，同时 B/C 比从 0.1 提升至 0.4 以上，显著改善可生化性。
  • 含氰废水处理中，氰化物（CN⁻）去除率可达 99.9% 以上，转化为 CO₂和 N₂。

2. 反应速率快，停留时间短

• 传统工艺局限：生化法处理高浓度废水需数小时至数天的停留时间，且易受毒性物质抑制。
• WAO 优势：反应通常在 30 分钟至 2 小时内完成，例如对含酚废水（酚浓度 10,000 mg/L），湿式氧化可在 1 小时内将酚类物质降解至 10 mg/L 以下。

3. 二次污染风险低，无固废排放

• 对比焚烧法：焚烧高浓度废水可能产生二噁英等有毒气体，且需处理灰渣；而湿式氧化产物为液态或气态（CO₂、N₂），无固体废弃物，仅需对少量氧化残渣（如金属盐）进行处理。
• 案例：某农药厂采用湿式氧化处理含硫、含氮杂环废水，避免了传统化学沉淀法产生的大量有毒污泥。

4. 工艺集成性强，可回收资源

• 能量回收：高温高压反应产生的热量可通过换热器回收，用于预热进水或产生蒸汽，降低能耗。例如，处理 1 吨 COD 为 100,000 mg/L 的废水可回收约 1,500 kWh 能量。
• 资源回收：对含贵金属（如电镀废水）或有机酸（如柠檬酸废水）的体系，湿式氧化后可通过后续工艺（如吸附、萃取）回收有价值物质。

5. 适应范围广，耐冲击负荷

• 可处理含毒性物质（如酚类、氰化物、多环芳烃）、难降解物质（如染料、表面活性剂）及高盐废水（含盐量可达 30%），而传统生化法对此类废水处理效果差。
• 例如，某石化厂含油废水（油浓度 5,000 mg/L、盐浓度 15%）经湿式氧化后，油类去除率达 98%，盐分可通过结晶回收。

二、湿式氧化工艺的适用对象

1. 高浓度有机废水

• 行业类型：
  • 制药 / 农药行业：发酵液、母液（COD 10,000~100,000 mg/L），如青霉素生产废水。
  • 化工行业：含醛、酮、酯的合成废水（如己内酰胺废水，COD 50,000 mg/L）。
  • 食品加工行业：高糖高氮废水（如酱油废水，COD 20,000 mg/L）。
• 处理目标：直接降解有机物或提高可生化性，为后续生化处理创造条件。

2. 有毒有害废水

• 典型污染物：
  • 氰化物：金矿选矿废水（CN⁻浓度 500~2,000 mg/L）。
  • 酚类：焦化废水（苯酚浓度 1,000~5,000 mg/L）。
  • 重金属络合物：电镀废水（如 EDTA - 铜络合物）。
• 效果：氰化物氧化为 CO₂和 N₂，重金属转化为稳定氧化物沉淀。

3. 高盐废水（含盐量＞1%）

• 难点：高盐环境抑制微生物活性，传统生化法失效。
• WAO 优势：在高盐条件下仍能高效氧化有机物，盐分可通过后续蒸发结晶分离，实现零液体排放（ZLD）。
• 案例：某锂电池厂含氟高盐废水（NaCl 浓度 20%、COD 30,000 mg/L）经湿式氧化后，COD 降至 2,000 mg/L，氟离子转化为 CaF₂沉淀去除。

4. 低浓度但难降解废水（辅助处理）

• 场景：当废水经生化处理后仍残留难降解有机物（如 COD 500~1,000 mg/L），可通过湿式氧化深度处理，满足严苛排放标准（如 COD＜50 mg/L）。
• 例如：某印染厂废水经生化 + 湿式氧化组合工艺后，色度从 500 倍降至 50 倍以下，COD 去除率达 90%。

5. 特殊场景下的废水处理

• 应急处理：突发泄漏的高毒废水（如农药泄漏）可通过移动湿式氧化设备快速处理，避免环境污染。
• 危险废物减量化：对高浓度废液（如废溶剂、废酸），湿式氧化可将其体积减少 80% 以上，降低处置成本。

三、湿式氧化的局限性与改进方向

1. 局限性

• 高投资与能耗：需耐高温高压设备（如不锈钢反应釜、压缩机），初期投资较高；处理低浓度废水时能耗不经济（建议 COD＞5,000 mg/L 时采用）。
• 催化剂依赖：对某些顽固有机物（如多氯联苯）需添加催化剂（如 TiO₂、活性炭）以降低反应温度和压力，增加运行成本。
• 设备腐蚀：高温高压下含 Cl⁻、SO₄²⁻的废水易腐蚀反应器，需采用特种钢材（如哈氏合金）或内衬防腐材料。

2. 改进工艺

• 催化湿式氧化（CWAO）：引入催化剂（如贵金属、金属氧化物），将反应温度从 250℃降至 150~200℃，降低能耗。
• 湿式过氧化氢氧化（CWPO）：以 H₂O₂代替空气，提高氧化效率，适用于低浓度废水（如 COD 1,000~5,000 mg/L）。
• 超临界水氧化（SCWO）：在超临界状态（T＞374℃，P＞22.1 MPa）下，水与氧气完全互溶，反应速率更快，可彻底矿化有机物（如处理二噁英类污染物），但设备要求更高。

四、典型应用案例

总结