污泥湿式氧化工艺是一种利用湿式氧化法来处理污泥的技术。该技术通常将污泥置于密闭反应器中，在高温、高压条件下通入空气或氧气作为氧化剂，使污泥中的有机物通过水解、裂解和氧化等过程转化为无机物。以下是对污泥湿式氧化工艺的详细解析：
一、工艺原理
污泥湿式氧化过程复杂，主要包括两个主要步骤：
- 氧的传质过程：空气中的氧从气相向液相的传质。
- 化学反应过程：溶解氧与污泥中的基质（即有机物）发生化学反应，将其氧化分解。
二、工艺特点
- 高效性：湿式氧化法能够氧化污泥中80%~90%的有机物，因此也被称为部分焚烧或湿式焚烧。
- 适应性强：对于难生物降解的有机物，湿式氧化法也能有效处理。
- 杀菌彻底：反应在密闭容器内进行，能够达到完全杀菌的效果。
- 无臭：由于反应在密闭系统中进行，因此不会产生臭味。
- 残渣量少：处理后的残渣量仅为原污泥的1%以下，且脱水性能好。
- 环境友好：处理后的分离液中氨氮含量高，有利于后续的生物处理。
三、工艺条件
污泥湿式氧化工艺需要在特定的温度和压力条件下进行：
- 温度：一般需要在200~300℃的高温条件下进行，以确保有机物能够充分氧化。
- 压力：反应需要在高压下进行，通常压力在100kg/cm²左右。高压条件有助于增加反应系统中的氧含量，提高有机物的氧化速度，并限制液相的蒸发。
四、工艺流程
污泥湿式氧化工艺的基本流程包括：
- 污泥预处理：将污泥进行初步处理，如调节pH值、去除杂质等。
- 送入反应器：将预处理后的污泥和一定比例的空气或氧气连续送入密闭的反应器中。
- 氧化反应：在反应器中，污泥中的有机物在高温高压条件下与氧气发生强烈的氧化反应，产生二氧化碳、氮和蒸汽等产物。
- 固液分离：反应结束后，对混合物进行固液分离，得到处理后的污泥和分离液。
- 后续处理：对分离液进行进一步处理，如生物处理、化学处理等，以达到排放标准。
五、发展趋势
随着技术的不断进步，污泥湿式氧化工艺也在不断发展。目前，该工艺有向两个不同方向发展的趋势：
- 应用极端反应条件：即超（近）临界湿式氧化。这种工艺在更高的温度和压力下进行，能够更彻底地氧化污泥中的有机物，但设备投入和操作技术要求也更高。
- 应用催化剂：催化湿式氧化技术通过引入催化剂来降低反应所需的温度和压力条件，提高反应速率和效率。然而，催化剂的价格昂贵且易失活，因此在实际应用中仍需进一步研究和改进。
六、优缺点
优点：
- 处理效果好，有机物去除率高。
- 适应性强，能处理难生物降解的有机物。
- 杀菌彻底，无臭。
- 残渣量少，脱水性能好。
缺点：
- 设备投资成本高。
- 需要高压高温环境，操作复杂。
- 催化剂要求高且易失活。
综上所述，污泥湿式氧化工艺是一种高效、环保的污泥处理技术，但在实际应用中仍需考虑其设备投资成本和操作复杂性等因素。
污泥湿式氧化工艺
01湿式氧化的处理指标——氧化度
湿式氧化对污泥中所含有机物及还原性无机物的去除效果，用氧化度表示：氧化度=［（湿式氧化前的COD值-湿式氧化后的COD值）/湿式氧化前的COD值］×100%
02湿式氧化的反应温度、压力与时间
在1atm下，水的沸点是100℃，要氧化有机物是不可能的。湿式氧化必须在高温、高压下进行，所用的氧化剂为空气中的氧气或纯氧、富氧空气。
湿式氧化湿式氧化是在高温、高压下，以压缩空气作为氧化剂，氧化污泥中的有机物及还原性物质。由于必须保证在液相中进行，温度高则氧化速度快，氧化度也高，但若压力不随之增加，使大量氧化反应热被消耗于蒸发水蒸气，造成液相固化（即水分被全部蒸发），无法保持“湿式”。因此反应温度高，压力也相应要高。
反应温度低于200℃时，反应速率缓慢，反应时间再长，氧化度也不会提高。反应温度为230～374℃时，反应时间约1h即可达到氧化平衡，继续延长反应时间，氧化度几乎不再增加。
03湿式氧化工艺的分类
根据湿式氧化所要求的氧化度、反应温度及压力的不同，湿式氧化可分为以下3种。
湿式氧化1）高温、高压氧化法
反应温度为280℃，压力为10.5～12MPa，氧化度为70%～80%，氧化后残渣量很少，氧化分离液的BOD5为4000～5500mg/L，COD为8000～9500mg/L，NH3-N为1400～2000mg/L，氧化放热量大，可以由反应器夹套回收热量（蒸汽）发电，但设备费用高。
2）中温、中压氧化法
反应温度为230～250℃，压力为4.5～8.5MPa，氧化度为30%～40%，不需要辅助燃料，设备费较低，但氧化分离液的浓度高，BOD5为7000～8000mg/L。
3）低温、低压氧化法
反应温度为200～220℃，反应压力为1.5～3MPa，氧化度低于30%，设备费更低，需要辅助燃料，残渣量多，氧化分离液BOD5高。
04湿式氧化的应用特性
湿式氧化包括水解、裂解和氧化等过程。在污泥湿式氧化过程中污泥中部分有机物被氧化，从沉淀物中转移到污泥上清液，经湿式氧化后，灭菌率高，污泥脱水性能极佳。
从20世纪60年代美国出现工业化应用以来，截至1979年，世界各地共建造了200多座采用湿式氧化工艺的污水和污泥处理厂。城市污水厂剩余污泥通过湿式氧化处理，COD去除率可达70%～80%，不溶性挥发固体的去除率可达80%～90%，处理温度250～300℃。
湿式氧化湿式氧化优点主要有：a.适应性强，难生物降解有机物可被氧化；b.具有良好的灭菌效果，可达到完全杀菌；c.反应在密闭的容器内进行，无臭，管理自动化；d.反应时间短，仅约1h，好氧与厌氧微生物难以在短时间内降解的物质如吡啶、苯类、纤维、乙烯类、橡胶制品等，都可被炭化；e.残渣量少，仅为原污泥的1%以下，脱水性能好，分离液中NH3-N含量高，有利于生物处理。
湿式氧化缺点主要有：a.设备需用耐压不锈钢制造，造价昂贵，需要专门的高压作业人员管理；b.高压泵与空压机电耗大，噪声大（一套湿式氧化设备的噪声总强度相当于70～90个高音喇叭）；c.热交换器、反应塔必须经常除垢，前者每个月用5%硝酸清洗1次，后者每年清洗1次；d.反应物料在高压氧化过程中，产生的有机酸与无机酸，对反应器壁有腐蚀作用；e.需要有一套气体的脱臭装置。
