一、技術背景及特點
       現代工業的發展帶動了國民經濟的快速增長但是對環境造成的壓力也越來越大。隨著環保意識的不斷增強，環保法案的推出，對各種污染物處理指標的要求逐年提升。國家越來越重視環保產業，對廢水、廢氣污染的治理力度逐步加大。在現有的各種環境污染物中，工業廢水屬于較為難處理的污染介質。工業廢水一般具有“三高一難”的特點，即高鹽、高氨氮、高有機物、難降解，而這類廢水主要集中在石油化工、染料、制藥、農藥等工業生產中。由于工業廢水中長含毒性較大的有機物，如不經處理排放將嚴重威脅到人類的健康安全，因此針對工業廢水的特點開發高效實用的環保處理技術迫在眉睫。
       工業廢水處理技術分為生物處理、物化處理和高級氧化法等。一般而言，氧化溝之類的生物處理方法，由于處理的廢水COD濃度范圍較小，不適合高濃度，特別是高鹽有機廢水的處理。而使用物理化學方法處理，處理成本過高，處理時間較長，且有可能對環境造成二次污染。因此近年來，在工業廢水處理領域，高級氧化技術受到了越來越多的關注。高級氧化法處理工業廢水具有處理效果好、時間短、二次污染低等特點。高級氧化技術分為臭氧氧化法、濕式氧化法以及近來被研究的超臨界水氧化法等。其中，濕式氧化法除了氧化能力高，處理有機物較為徹底外，其處理成本相對低廉，較適合應用于高濃度工業有機廢水的處理。
       濕式氧化技術（Wet Air Oxidation，簡稱WAO）是在高溫（125~320℃）和高壓（0.5~20MPa）條件下，以O?為氧化劑，在液相下將廢水中的有機物氧化成為CO?，H?0和各類小分子有機物等的一項廢水處理技術。該方法能夠消解廢水的毒性，降低廢水的COD，適用于處理濃度較高，生物法無法有效降解，但未達到可焚燒濃度的難降解有機廢水。采用WAO工藝可以進行“三高一難”廢水的達標處理，但該項技術主要是作為物化、生化處理的預處理手段。
與一般的處理廢水的方法相比，WAO工藝有以下優點：
       （1）應用范圍廣可以處理大部分難降解廢水，特別是具有毒性，難以用一般方法進行處理的工業廢水。
       （2）氧化速率快處理時間一般為30-120min，遠少于生物法等常規方法。
       （3）處理效果好，氧化能力強，處理高濃度有機廢水，其COD去除率一般能達到80%以（與廢水COD濃度有密切關系），且生成物一般為水和二氧化碳，不會帶來二次污染。
       （4）裝置采用化工工藝流程，用于處理“三高一難”工業有機廢水，其投資、能耗較為適中，且裝置占地面積小，自動化程度較高。
       迄今為止，WAO工藝已經成為了一種公認的處理“三高一難”廢水的有效高級氧化技術，迅速在美國、歐洲、日本等國家得到的研究和應用。
二、工藝流程簡介
       我公司與南京工業大學科技開發中心合作開發的新型連續操作式CWAO工藝，在原有WAO工藝的基礎上，采用催化氧化反應完成有機物的降解。與傳統WAO工藝相比，操作流程簡單，能耗低，設備操作條件溫和，處理時間大大縮短。
       其基本工藝流程如圖所示。
       裝置王要由預處理系統、反應器、換熱系統、清洗系統、供氧系統以及加藥及清洗系統等組成。經過處理以后的廢水進入下一個處理工序，反應過程中有機物分解形成的反應氣經過冷卻后排出，如有必要將進入后續的氣體處理裝置進行處理后排放。
（1）反應系統
       反應器是氧化工藝的核心設備，所有的氧化反應均發生在該反應器中。反應器本身需要承受較高的操作壓力和溫度，還需要承受酸性介質以及氯、硫離子的腐蝕，因而在WAO工藝中，對反應器的設計和制造具有較高的要求。
（2）換熱系統
    考慮到系統能量的充分回收以及維持反應的穩定性，通過換熱系統將廢水的溫度降低至常壓沸點之下，并將進水溫度提升至較高溫度。同時將熱廢氣的溫度降低，以萬便后續的尾氣處理。
（3）廢水預處理系統
       為了提高反應過程的穩定性，延長系統的清洗周期，需要在廢水進入裝置前對其進行相應的預處理，去除廢水中的固體雜質以及油脂，防止其在反應器中沉積或是結垢，影響反應效率。
（4）供氧系統
       將常溫常壓的氧化介質，通過加壓，在反應過程中以額定的流量通入反應器，經反應器的氣體分布裝置均勻分散至廢水中，保證氧化反應的正常進行。
（5）清洗系統
       裝置在長期使用后，設備、管路表面可能會出現污垢，因此每經過一段時間的運行，裝置需進行簡單清洗（清洗周期視具體倩況而定）。清洗后的清洗液可以選擇排放或返回清洗水箱循環使用。
（6）加藥系統
       因此在反應過程中需要通過加藥系統連續、均勻地向反應介質中投加適量的酸、堿溶液，精確調節廢水的pH值，以保證反應器的安全性和長期可靠性。
（7）電控系統
       系統中的所有動設備，均采用一用一備配置，防止動設備在正常使用中出現損壞，或是非停機倩況下進行正常的檢維修。所有的動設備均配置有變頻啟動器，來實現啟動停機的自動切換，并具有部分流量調節功能。在關鍵位置，以及需要聯鎖的控制點，設置溫度、壓力以及流量傳感器，并通過上位機中的軟件直觀反應。裝置采用PLC控制，在正常工作狀態下，上位機會根據程序，判斷各個監控點是否處于正常范圍，如超出該范圍，則會自動調節或者報警提示人工調節。如一段時間內無任何響應，自動啟動停機程序對裝置進行保護。
三、工藝處理效果及適用范圍
       理論上，WAO工藝操作參數可以一直設定至廢水達到超臨界狀態之前，但在工程實踐中，過度提高WAO反應的各類操作參數，如溫度、壓力等，一萬面對裝置的設計、制造和材質要求不斷提高，導致裝置造價不斷攀升；另一萬面也使得裝置的能耗呈幾何級數不斷增加。因此，為了保證工藝及裝置的效費比，一般倩況下，需將各操作條件控制在一定范圍內。同時，雖然理論上WAO工藝對所處理廢水的COD濃度無明確限制，但過高的廢水有機物濃度將顯著降低單級WAO反應的COD降解率，即越高濃度的有機廢水需要越多級數的WAO裝置來處理。從而增大了流程工藝及裝置的復雜程度和控制難度并大提高了系統能耗。
       因此，綜上，在考慮裝置總投資及運行成本的基礎上，WAO工藝的操作條件和裝置級數將受到一定的限制，從而使得WAO工藝具有了一定的適用范圍。我公司開發的WAO工藝裝置的適用范圍如下：
       （1）裝置不適用于合有燃點和閃點低于WAO反應溫度介質的工業廢水，低燃點和閃點物料需在預處理過程中去除；
       （2）裝置不適用于對諸如對硝基苯磺酸鈉(其氧化溫度接近廢水的超臨界溫度)等難氧化物質的處理；
       （3）雖然工藝及裝置對廢水中無機和有機鹽類的合量不敏感，但不適用于反應溫度下達到或接近飽和濃度的合鹽廢水的處理；（如確實需要可在預處理過程中脫去部分無機或有機鹽）；
       （4）如無特殊要求，裝置采用兩級氧化流程，不適用于處理COD濃度超過15 X 104mg/L的有機廢水。（如確實需要可增加級數，但同時裝置投資及運行成本也將隨之提高）。
       除以上四點限制條件外，我公司開發的連續操作型WAO廢水處理裝置對污染質成分不敏感（其適用的污染質包括各類有機物及其有機鹽）。廢水在裝置內的停留時間不超過120min，且對COD濃度2-8 X 104mg/L的有機廢水具有合適的處理效果。將其應用于合芳香烴類污染質的高鹽工業廢水的處理，COD降解率高于85wt%，其對某些廢水的COD降解率甚至可以達到98wt%以上。