2.5TH低温常压湿式氧化方案

2.5T/H低温常压湿式氧化方案

湿式氧化（Wet Air Oxidation, WAO）技术是一种在高温高压液相环境中，利用氧气或空气氧化降解高浓度有机污染物或固废的高级处理工艺。针对“2.5吨”规模（通常指日处理量2.5吨有机固废或高浓度废水），以下从技术原理、系统设计、应用场景及经济性等方面综合分析：

一、技术原理与系统优势

1.低温常压催化机制

反应条件：在常压（0.3–0.5 MPa）与低温（40–80℃）下，通过多金属催化剂（Fe-Ce-Ti/HTLcs或Fe/γ-Al?O?）激活H?O?或空气产生·OH自由基，氧化降解有机物148。

催化剂特性：

Fe?O?-CeO?-TiO?/HTLcs：锌铝水滑石载体提升比表面积（＞150 m?/g），Ce-Ti助剂抑制铁溶出，寿命＞2年。

Fe/γ-Al?O?：对偶氮染料废水COD去除率＞80%，脱色率＞90%58。

核心优势

能耗降低60%：无需高压蒸汽维持，动力消耗仅15–25 kWh/吨水17。

无二次污染：无污泥产生，重金属固化率＞99%18。

模块化设计：占地＜100 m?（传统高压系统需200 m?），适合厂区改造。

二、2.5T/H系统设计方案

（1）工艺流程

 

（2）核心单元参数

单元	设计参数	功能说明
催化反应器	容积15 m?（停留时间2–4 h），钛合金内衬；催化剂填充率3–5%	多级推流式设计保障接触效率1
加热系统	板式换热器（热源为余热或蒸汽），温控精度±2℃	能耗占比＜15%7
过滤系统	活性炭-石英砂双层过滤，滤速8–10 m/h	截留微米级悬浮物及中间产物1
反冲洗单元	气水联合反冲（强度8 L/(m?·s)），周期24–48 h	恢复催化剂活性

三、关键运行参数与效能

1.处理效能（以典型难降解废水为例）

1. 

废水类型	进水COD (mg/L)	出水COD (mg/L)	去除率	脱色率
炼油碱渣	50,000	＜1,000	＞98%	99%
染料废水	5,000	＜500	＞90%	95%
市政污泥滤液	8,000	＜800	＞90%	85%

2.操作条件优化

温度：60±5℃（每升高10℃，反应速率提升1.5倍）

pH范围：6.0–7.5（酸性废水需预调至中性，避免铁溶出）

氧化剂选择：

    高浓度废水：H?O?（投加量0.5–1.5 kg/吨水），启动自由基链反应

    中低浓度废水：空气曝气（气水比15：1），降低药剂成本

 四、经济性分析（按2.5T/H规模计）

1.投资成本

2.5吨规模系统约800–1,200万元，主要集中于高压反应器（占60%）及换热系统。运行成本吨水能耗：高浓度废水（COD＞50,000 mg/L）为15–25 kWh，低浓度废水不具优势。催化剂损耗：非均相催化剂寿命＜2年，年补充成本约投资的5%。收益途径硫回收：炼厂废碱液处理可副产99.2%纯度硫磺，年收益超百万元。蒸汽回用：余热产汽0.1–0.3吨/吨水，降低综合能耗35%。

2. 投资回收期：高浓度废水项目约2–3年（副产回用水价值显著）

 五、技术风险与应对策略

1.催化剂失活

成因：有机物碳化沉积（如乙酸积累）、金属离子吸附。

再生方案：盐酸清洗（5%浓度）+ 350℃焙烧2 h，活性恢复＞95%。

2.复杂水质适应性问题

多盐废水：预软化防结垢（Na?CO?添加）；

含氯废水：改用Ru基催化剂（耐氯离子＞10,000 mg/L）。

 

 结论建议

2.5T/H低温常压湿式氧化系统尤其适用于高COD难降解废水（如染料、石化碱渣、制药废水），在保证80%以上COD去除率的同时，通过免高压设计降低安全风险与能耗。

优先场景推荐：

1.工业园区废水站：采用“Fe?O?-CeO?-TiO?/HTLcs催化剂+空气曝气”组合，控制吨水成本＜2.5元；

2.高盐分废水：集成预软化单元，延长催化剂寿命至3年以上。

3. 实施路径：

水质全分析（尤其Cl?、SS、重金属含量）→ 2. 中试验证（72 h连续运行）→ 3. 定制催化剂配方 → 4. 模块化设备安装（周期45天）。