一、引言

在香料生產(chǎn)中會排放出大量的高濃度有機(jī)廢水，組成復(fù)雜，水質(zhì)波動大，若直接排放，會嚴(yán)重危害環(huán)境，影響人民健康。因此，對于高COD濃度的香料廢水，研究其專門的處理工藝是相當(dāng)必要而緊迫的課題。

濕式空氣氧化(WAO)工藝是1958年由ZIMMERMAN首次將其應(yīng)用于污水處理的。其工藝是將待處理的物料置于密閉的容器中，在高溫高壓條件下通入空氣或純度較高的氧作為氧化劑，按濕式燃燒原理使污水中有機(jī)物降解。在此之后，日本、歐共體、美國等陸續(xù)將該技術(shù)運用于造紙廢水、化工廢水等含高濃度有機(jī)物的廢水處理中。WAO主要應(yīng)用于難于生物處理的高濃度有毒有害廢水，該法具有相當(dāng)?shù)氖袌龈偁幜Α?/P>

與傳統(tǒng)的厭氧法相比，濕式氧化法不僅能有效處理高濃度有機(jī)廢水，而且還可處理污泥、活性炭再生等。其優(yōu)點是:WAO適用于高濃度、劇毒、難降解廢水的處理，其處理效率高，選擇合適的溫度、壓力和催化劑，WAO能降解90%以上的有機(jī)物，同時，還可去除含硫、含氮等無機(jī)物，并能起到殺菌作用。裝置從靜止到正常運行所需時間很短，氧化速度快、占地少，當(dāng)COD＞2g/L時，能量可回收。WAO在工程上的不足之處是，需耐中溫、耐中壓的設(shè)備，一次投資大，但其運行費用和管理費用低。

二、試驗材料與方法

2本試驗采用ZY2A高壓反應(yīng)釜，有效容積為2L。裝置如圖1所示。

3試驗步驟

取水樣300mL置于反應(yīng)釜內(nèi)，充氧至所需壓力，開啟電熱爐和攪拌器，控制一定的加熱速度及攪拌轉(zhuǎn)速，加熱至所需溫度。

4測試項目

TOC采用日本島津TOC分析儀，色度采用日本島津UV2201型紫外可見分光光度儀，COD、BOD5、pH按標(biāo)準(zhǔn)法分析.

三、結(jié)果分析與討論

1溫度影響

ARRhEnius在熱力學(xué)原理基礎(chǔ)上建立了反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系式:k＝AE-E/RT。式中，E為活化能J/mol，k為反應(yīng)速率常數(shù)，A為常數(shù)，R為摩爾氣體常數(shù)(8.314J/mol)，T為熱力學(xué)溫度(k)。由上式可以看出，溫度越高反應(yīng)速率越快。反應(yīng)速度取決于速率常數(shù)和反應(yīng)物濃度。溫度主要影響速率常數(shù)，溫度升高可以增加氧氣的傳質(zhì)速度。在高溫下，液體的物理性質(zhì)也發(fā)生變化，例如粘度、密度減少，從而增加氧氣的傳質(zhì)速度。因此，對濕式氧化而言，溫度是起決定作用的因素。本試驗選擇溫度為160℃，因為中溫在工程中是可以實現(xiàn)的。有香料廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務(wù)平臺咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。

2壓力影響

壓力的主要作用是保證液相反應(yīng)，使氧的分壓保持在一定范圍內(nèi)，以保證液相中高的溶解氧的濃度。本試驗中氧氣的分壓為0.98mPA，反應(yīng)的最高壓力為30mPA。通過測定反應(yīng)釜尾氣中的氣體組分，氧氣占總氣體的21%，表明初始分壓選擇合適。

3COD、TOC、色度去除率與時間的關(guān)系(見圖2)

(1)COD去除率與時間的關(guān)系從圖2可以看出，濕式氧化前30min去除率較高，表明化學(xué)反應(yīng)速度與COD去除率幾乎成線性關(guān)系，近似于化學(xué)反應(yīng)一級反應(yīng)。反應(yīng)30min后，COD去除率變化較少，說明經(jīng)30min氧化后生成難氧化的中間產(chǎn)物，用反應(yīng)動力學(xué)來描述化學(xué)反應(yīng)速度與COD去除率之間近似為零級反應(yīng)。

(2)由于TOC與COD之間存在內(nèi)在聯(lián)系，因此TOC與COD之間為一定量比值。TOC的結(jié)果與COD變化相似，表明有較好重復(fù)性。

(3)由于香料廢水的色度主要是由溶性或不溶性的有機(jī)物產(chǎn)生的，所以有機(jī)物去除，色度隨之變化，這一結(jié)果亦由圖2驗證。

4WAO對可生化性的改善后果

香料廢水經(jīng)濕式氧化處理前，BOD5/COD比值為0195，難于生物降解。WAO處理對水樣的可生化性具有明顯的改善作用。該廢水在160℃氧化30min，其BOD5/COD比值為0.419，比原水提高1倍左右。由此可見，難用生物法直接處理的高濃度香料廢水，可利用濕式氧化作為預(yù)處理，以提高其可生化性。WAO處理后的中間產(chǎn)物主要為低級有機(jī)酸、醇、酮等，這一結(jié)果可由pH從6.80降低到5.93看出來，它們難以進(jìn)一步被氧化，但它們很容易被生物降解.

四、結(jié)論

1香料廢水充氧后反應(yīng)過程可分為兩段，快速段和慢速段。快速段約持續(xù)30min，這時COD去除很快。其后為慢速段，COD以較慢的速度降低。

2經(jīng)30min濕式氧化處理后，香料廢水可生化性明顯提高，BOD5/COD從0.19５提高到0419。

3濕式氧化法處理香料廢水，對色度的去除效果較明顯。來源：谷騰水網(wǎng)