污水处理新工艺：多相催化氧化技术介绍

今天为大家介绍一种污水处理新工艺：多相催化氧化技术。听到名字，想必大家就能够想象得到，这项技术在应用过程中，是存在气液固三相接触的，实际上该技术也确实如此，在应用其进行废水处理时，需要用到一种碳基催化剂，并同时辅以曝气，以达到废水处理的目的。下面我首先来介绍下这个技术的处理原理。

01 、多相催化氧化技术原理

多相催化氧化技术，是利用负载特殊组分碳基催化剂填充，同时通水曝气，形成三相接触流化床体系，以保证水中溶氧更大面积的在催化剂表面产生催化反应，产生羟基自由基物质，同时辅以微弱电场增强整个反应体系的电势差，强化氧在催化剂表面和水的三相催化过程，大大提高溶氧利用效率。

在这个体系中，最重要的组分是碳基催化剂，这种催化剂以改性碳基为载体，通过高温焙烧技术负载特殊贵金属成分催化剂，可以提高水中羟基自由基的产生效率，是本技术的核心材料。

根据多项催化氧化技术制备而成的反应器，其主要由3部分组成：曝气系统+直流电源+催化氧化反应器，其中曝气系统负责向催化氧化反应器内充氧，促进氧化剂的形成，直流电源负责提供一定的电场，激发水中氧气在催化剂表面产生羟基自由基的效率，催化氧化反应器是最主要的部件，内装催化填料，为废水的最终处理提供反应场所。

02 、多相催化氧化技术优势

1.特别适合带颜色的高浓度废水，迄今而至经过实际验证过的几种高浓度废水，例如橘黄色的农药废水、深红色的医药中间体废水等，经过10-20min停留时间后即可实现脱色，且仅看脱色效果的话，处理费用在0.1元/吨水左右，甚至更低。

2.适合COD高于1000mg/L的废水，此时处理效果最好，而当水中COD＜1000mg/L时效率会降低。

3.可以极大的提升废水B/C比，经过该技术的处理后，原废水中的大分子有机物质会转变为小分子易生化有机物质，所以该技术单独应用很难直接把高浓度废水处理到达标排放，但是和传统生化工艺相结合，则可以起到优势互补的效果。

该技术的开发初衷，是综合考虑了目前市面上常见氧化技术的不足，并进行针对性的改进，达到补齐短板，发扬长处的效果。

首先，多相催化氧化技术和电催化技术相比，该技术对于水中含盐量要求不高，高低含盐量废水均可处理，且从效果上看，对于低盐废水的处理效果还要优于高盐，并且一个最重要的优点是节能，电催化技术处理高盐废水，一般每度电去除每吨水COD仅仅为40mg/L左右，而多项催化氧化技术最高时每度电可达到每吨水1000mg/L的CDO去除效果，因此多相催化氧化技术应用于高浓度废水前处理是可行的，而电催化氧化作为高浓污水处理前端，往往收效甚微。

其次，多项催化氧化技术和芬顿技术相比，两者同样可以实现高浓度COD的前处理，并且起到提高B/C比的效果，并且多相催化氧化技术无需额外投加药剂（H2O2、亚铁、酸碱等），因此处理成本要远低于芬顿，且整个运行过程中没有固废的产生，不论从操作步骤还是后续处理方面，都更胜一筹；

然后，多项催化氧化技术和铁碳技术相比，该技术所具备的优势同样是不需要提前调酸，且反应过程中不会增加水中的含盐量，不会产生铁泥，对于COD的去除效率更高；

最后，多项催化氧化技术和臭氧技术相比，该技术的单位能源消耗所能降解的COD数值要远远高于臭氧，毕竟臭氧理论上可以实现1:1的降解效率，但在实际运行中往往需要消耗3个臭氧才能去除1个COD，其运行效率和传统电催化氧化工艺不相上下，折合每度电去除COD效率也仅为30mg/L左右，且臭氧设备一次性投资高，而多项催化氧化技术的设备一次性投资则不足臭氧设备一半。

03 、多相催化氧化技术的短板问题

以上是多项催化氧化技术相比于常用4种氧化技术的优势，但是多项催化氧化技术同样有其短板，最大的短板就是其单独应用于高浓度废水处理时，不能够将最终出水COD值达到一个很低的程度。

这主要是因为该技术的作用原理，是通过直流电场作用在碳基催化剂的表面上，促进氧气在三相接触面产生羟基自由基成分，实现大分子物质的锻炼，转变为更小的分子，但是受限于常温常压的条件，这个过程很难做到把有机物完全矿化到CO2和H2O，因此其对于COD物质的降解效率往往最高只有80%左右。

但是经过该技术处理后的废水，由于大分子有机物大多转变为了小分子物质，因此生化性可以得到很大的提升，所以多相催化氧化技术特别适合作为传统生化的预处理技术。

04 、多相催化氧化技术应用案例

通过以上介绍，总结多相催化氧化技术的最适合应用场景如下：

1.高浓度难生化处理废水的前端预处理，经过该技术处理后，可将B/C＜0.1的废水提高到＞0.3，可满足传统生化处理，最大限度降低运行投资费用；

2.带色废水的脱色处理，尤其是高浓度带色废水，应用一般氧化法、吸附法等无法解决，例如农药废水、医药中间体废水、染料废水等，采用此技术有很好的效果。

该技术自开发以来，在高浓度农药废水、医药废水处理方面经历了1t/h规模中试试验，现说明如下：

1.河北沧州某农药厂废水，每天水量为50t规模，水质指标如下所示：

该废水呈现橙黄色，原有技术是首先蒸发，然后蒸出液进行生化处理，釜底液作为危废处理，但是由于属于农药废水，蒸出液的可生化性极差，生化系统出水COD去除效率不高，且出水仍旧为橙黄色，目前采用多相催化氧化技术作为原水的预处理，吨水电耗在5.6元，出水即可无色，COD值8100mg/L，然后在经过蒸发出水后，经过生化处理即可满足1级A出水标准。

2.辽宁省某医药中间体废水，每天水量100t，水质指标如下：

该废水呈现深红褐色，业主原工艺为厌氧接触氧化-好氧接触氧化-MBR工艺，出水COD只能达到5000mg/L左右，且出水颜色为红色，经过加次钠、双氧水后色度没有改变，经过多相催化氧化工艺作为前端与处理后，停留时间2h，出水COD为7200mg/L左右，且出水无色透明，然后出水接生物流化床工艺，可以达到COD值40mg/L标准，直接达标排放。