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随着工业化不断发展,高浓度有机废水的排放量日益增加。作为一种有效的废水处理方法,湿式氧化工艺(Wet Air Oxidation,简称WAO)正越来越受到重视。WAO是处理有毒、高盐或极难降解高浓度有机废水的一种高级氧化方法,具有反应速率快、二次污染少、占地需求小等优点。然而由于WAO反应机理复杂,目前并不存在普遍有效的设计方法,导致其在工程中并未得到广泛应用。 本文以高浓度苯酚废水为对象,对WAO工艺参数进行研究,为推动WAO技术的工业化应用提供依据。主要研究内容如下: (1)设计并制造WAO小试试验装置,对高浓度苯酚废水进行COD降解实验。以COD降解率为指标,考察反应温度、反应压力、废水pH值、废水初始COD浓度及反应时间等对WAO处理效果的影响,确定WAO处理苯酚废水的基本工艺条件。 (2)以初始有机物、中间产物以及最终产物为集总组分,废水的COD值为集总参数,建立苯酚废水湿式氧化(WAO)反应的广义动力学计算模型。结合实验结果探讨各反应途径下的反应速率常数、反应表观活化能和指前因子。 (3)基于WAO广义动力学方程,结合试验数据,采用拟合法,探讨反应工艺参数对苯酚溶液WAO各阶反应速率常数的影响。 (4)采用Aspen Plus化工过程模拟软件,通过流程稳态模拟,对连续WAO工艺流程进行模拟计算。分析操作参数对反应降解效果和系统能耗综合指标的影响,并优化系统工艺参数。