楊 磊，馮國(guó)紅，田紫揚(yáng)

(太原科技大學(xué) 環(huán)境與安全學(xué)院，山西 太原 030024)

0 引 言

工業(yè)革命后全球經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人類的生產(chǎn)與生活方式極大改變。但隨之而來(lái)的是環(huán)境的日益惡化，作為人類生命之源的水源污染成為人類面臨的首要環(huán)境污染問(wèn)題，為此世界各國(guó)都采取了相應(yīng)的污水處理措施。在過(guò)去數(shù)十年，全球都對(duì)污水處理廠進(jìn)行了大規(guī)模建設(shè)，用于應(yīng)對(duì)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)以及密集的人類生活所帶來(lái)的污水排放，但隨之而來(lái)的是大量剩余污泥的堆積，而剩余污泥處理的費(fèi)用通常占到整個(gè)污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的50%以上。時(shí)至今日,污泥處理已發(fā)展成為制約污水處理行業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵因素。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的快速提高，城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水的排放量快速增加，污泥的產(chǎn)量隨著污水處理量的大幅增加而逐年上漲。此外，“重水輕泥”的狀況在我國(guó)普遍存在，導(dǎo)致大量污泥堆放進(jìn)而污染環(huán)境。近年來(lái)污泥產(chǎn)量不斷增加，2015年我國(guó)的生活污泥(以含水率80%計(jì))產(chǎn)量達(dá)到3 500萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)了16%。2017年我國(guó)市政污泥(以含水率80%計(jì))產(chǎn)量增加到7 436萬(wàn)噸。2020年市政污泥的產(chǎn)量將增加至6 000～9 000萬(wàn)噸[1]。因此,如何有效處理處置日益增加的污泥已成為我國(guó)乃至全球污水污泥處理及環(huán)境保護(hù)部門面臨和急需解決的重大難題。

1 污泥主要處理技術(shù)

傳統(tǒng)的污泥處理技術(shù)主要有厭氧硝化、好氧堆肥、熱干燥等，污泥的最終處置一般為農(nóng)林改良土壤、焚燒、填埋及海洋處理。雖然這些處理處置工藝各自的技術(shù)積累較多且運(yùn)行方便，但是由于近年來(lái)世界各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的不斷加深，環(huán)保檢測(cè)力度的不斷加強(qiáng)，傳統(tǒng)的污泥處理處置工藝在面對(duì)較為苛刻的處理要求時(shí)不斷暴露出其在對(duì)污泥處理深度和控制二次污染方面較大的局限性。傳統(tǒng)的厭氧硝化、好氧堆肥等生化技術(shù)對(duì)污泥的處理深度有限、且對(duì)污泥有機(jī)物濃度、所含有毒有害物質(zhì)有一定選擇性，故使用范圍較窄。填海及直接農(nóng)用技術(shù)已經(jīng)被歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家加以限制，而污泥焚燒處理雖然對(duì)污泥的處理較為徹底，但由于其較高的能耗，且焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生NOX、SO2、二噁英等有毒有害物質(zhì)，加大了后續(xù)處理的難度，極大限制了焚燒處理污泥的推廣與使用[2]。因此，污泥濕式氧化技術(shù)因其具有普適性、高效性、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，引起了海內(nèi)外廣大研究人員的廣泛關(guān)注。

濕式氧化(WAO)是指在高溫(150～320 ℃)和高壓(0.5～20 MPa)的條件下以空氣或氧氣作為氧化劑處理污水、廢水以及污泥的一種新型污水污泥處理技術(shù)。因WAO技術(shù)在密閉環(huán)境中進(jìn)行，故可直接深度礦化污泥中的有機(jī)物或提高有機(jī)物的可生化性，反應(yīng)生成物主要為CO2和H2O，不會(huì)造成二次污染。與傳統(tǒng)的污水污泥處理工藝相比，WAO可處理高濃度或含毒害物質(zhì)且不宜生物處理的廢水，也可以處理因污泥含水率過(guò)高不宜焚燒處理的污泥[3]。

2 濕式氧化技術(shù)的研究

2.1 濕式氧化的反應(yīng)機(jī)理

濕式氧化法處理污水污泥主要分為熱分解和氧化反應(yīng)兩個(gè)過(guò)程。目前學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為WAO的反應(yīng)為自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(如圖1)，分為鏈的引發(fā)、鏈的傳遞與發(fā)展、鏈的終止三個(gè)階段[3]。

圖1 濕式氧化的反應(yīng)機(jī)理

鏈的引發(fā)：由反應(yīng)物分子生成自由基，在這個(gè)過(guò)程中有機(jī)物(RH)首先與O2生吸氫反應(yīng)，有機(jī)物分子鏈上最弱C—H鍵上的H被O2吸附，生成氫過(guò)氧自由基HOO·與過(guò)氧化氫H2O2，產(chǎn)生有機(jī)自由基R·，同時(shí)在催化劑M的作用下H2O2又被分解為羥基HO·。

鏈的發(fā)展或傳遞:自由基與分子互相作用的交替過(guò)程，污泥中有機(jī)物在經(jīng)過(guò)初期的鏈?zhǔn)揭l(fā)后進(jìn)入鏈?zhǔn)絺鬟f，由于HO·具有較大的電子親和力(568 kJ)，所以其能氧化所有的含氫的有機(jī)化合物生成有機(jī)自由基R·，同時(shí)有機(jī)自由基R·與O2反應(yīng)形成有機(jī)過(guò)氧自由基ROO·，有機(jī)過(guò)氧自由基進(jìn)一步從有機(jī)化合物中奪取氫原子，生成有機(jī)氫過(guò)氧化物ROOH和另一個(gè)有機(jī)自由基R·。

鏈的終止：自由基經(jīng)過(guò)碰撞生成穩(wěn)定的分子，鏈反應(yīng)中斷。

從上述反應(yīng)機(jī)理可以看出污泥濕式氧化過(guò)程中，作為整個(gè)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的中間傳遞物由自由基(HO·、HOO·、R·、ROO·)的濃度決定著整個(gè)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速率，因此可以考慮在反應(yīng)器中加入C—H鍵能較小的偶氮化合物或H2O2，同時(shí)加入較為適合的催化劑以加快濕式氧化反應(yīng)的進(jìn)行。

2.2 濕式氧化法處理污泥的研究

上世紀(jì)50年代Zimmermann第一次提出了濕式氧化技術(shù)(WAO)，并應(yīng)用于造紙黑液氧化處理，經(jīng)Zimpro公司開發(fā)與推廣，率先取得相關(guān)技術(shù)專利。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外科研人員對(duì)WAO反應(yīng)機(jī)理、工藝條件優(yōu)化及其資源回收等方面進(jìn)行了大量研究。

Devlin等[4]和Nikolaou等[5]分別采用羧酸和苯酚作為處理對(duì)象，得出了涉及氫過(guò)氧化物和氧自由基形成的自由基鏈機(jī)制，闡明了氣態(tài)和液態(tài)氧化產(chǎn)物的產(chǎn)生機(jī)制，指出由于乙氧基的穩(wěn)定性導(dǎo)致乙酸成為低臨界濕式氧化反應(yīng)下的主要副產(chǎn)物。LI等[6]提出了一種以乙酸為限速中間體的簡(jiǎn)化有機(jī)化合物濕式氧化通用動(dòng)力學(xué)模型及反應(yīng)速率方程(圖2)，所有初始化合物和不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物(A)通過(guò)兩種途徑轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的最終氧化產(chǎn)物(C)，一種為直接轉(zhuǎn)化，另一種為先轉(zhuǎn)化為以乙酸為代表的難降解的限速中間體(B)，后再轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的氧化產(chǎn)物。間接模型中最終氧化產(chǎn)物的形成速率受限速中間體的形成和轉(zhuǎn)化速率決定，該模型預(yù)測(cè)的有機(jī)轉(zhuǎn)化率與WAO工藝的實(shí)際反應(yīng)具有較高的穩(wěn)合性，在亞臨界和超臨界水氧化過(guò)程工藝中具有較高的實(shí)用價(jià)值。

圖2 以乙酸為中間體的簡(jiǎn)化污泥濕式氧化動(dòng)力學(xué)模型(kx—反應(yīng)速率常數(shù))

因此，如何在較為溫和的反應(yīng)條件下促進(jìn)乙酸等較為穩(wěn)定的中間產(chǎn)物的快速氧化是加快污泥濕式氧化反應(yīng)速率、優(yōu)化污泥濕式氧化工藝條件的關(guān)鍵因素。

綜上所述，原污泥的性質(zhì)對(duì)污泥濕式氧化過(guò)程中以乙酸為主的限速中間體的形成與積累至關(guān)重要，而反應(yīng)溫度起決定性作用。若想在較低的溫度下對(duì)污泥進(jìn)行深度礦化，可加入能夠降低反應(yīng)活化能的催化劑，減少限速中間體的形成與積累，從而達(dá)到使污泥深度礦化的目的。反之控制反應(yīng)溫度等工藝條件，促進(jìn)特定中間產(chǎn)物的產(chǎn)量，進(jìn)而回收利用亦值得深入研究。

Shanableh等[10]在添加氧化劑和未添加氧化劑的條件下，研究了不同污泥水熱處理過(guò)程中揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化，得出VFA的最大產(chǎn)量是在低于200 ℃的中溫水處理?xiàng)l件實(shí)現(xiàn)的且與污泥的組成及氧化劑劑量相關(guān)。VFA由污泥中脂類等有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生，而氧化劑劑量的增加可增加氧化環(huán)境的強(qiáng)度加快氧化速率，促進(jìn)較小VFA(主要為乙酸)的生成和較大VFA(丙酸、丁酸等其他分子鏈較大的脂肪酸)的去除，進(jìn)一步揭示了污泥濕式氧化的兩個(gè)主要步驟(1)熱分解：產(chǎn)生大量的SCOD(溶解性有機(jī)物)和VFAs(主要為乙酸)；(2)氧化反應(yīng)：污泥濕式氧化反應(yīng)液相中原有的溶解性有機(jī)物和經(jīng)(1)過(guò)程由固相懸浮有機(jī)物轉(zhuǎn)移至液相中的溶解性有機(jī)物SCOD及VFAs被氧化為更為穩(wěn)定的小分子有機(jī)物或小分子VFAs(主要為乙酸)。Saeid等[11]對(duì)市政污泥在濕式氧化過(guò)程中中間有機(jī)產(chǎn)物的形成和轉(zhuǎn)化進(jìn)行了研究，指出在220～240 ℃、20 bar的氧氣分壓、60 min反應(yīng)時(shí)間的工藝條件下，乙酸為該濕式氧化過(guò)程的主要中間產(chǎn)物，同時(shí)也有少量丙酸、正丁酸、異丁酸、戊酸和甲醇產(chǎn)生，同時(shí)可以通過(guò)控制污泥濕式氧化的工藝條件使乙酸等的產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)最大化，進(jìn)而回收有機(jī)資源。上述對(duì)污泥濕式氧化反應(yīng)過(guò)程中物質(zhì)生成與轉(zhuǎn)化的研究成果與Li等[6]提出的以乙酸為限速中間體的三步反應(yīng)的濕式氧化通用動(dòng)力學(xué)模型有高度的擬合性，表明了該模型的通用性，并證明乙酸為主的有價(jià)值的中間產(chǎn)物的可回收性。另外，Blocher等[12]通過(guò)WAO法分解污泥并用納濾技術(shù)分離制得到了低濃度的磷作為清潔化肥，整個(gè)示范性污水處理廠污泥中磷的回收率可達(dá)54%，該技術(shù)的提出對(duì)現(xiàn)有污水處理廠污泥中磷的去除及在未來(lái)幾十年接近枯竭的磷礦資源的回收具有重大意義。Malhotra等[13]考察了水法預(yù)處理污泥對(duì)污泥對(duì)污泥中資源會(huì)收的促進(jìn)效果，指出未來(lái)的研究重點(diǎn)應(yīng)是開發(fā)各種增值化合物的經(jīng)濟(jì)回收方法。此外Zhang Y[14]等還進(jìn)行了濕式氧化法協(xié)同傳統(tǒng)的厭氧消化法處理并利用污泥回收甲烷的研究，與單一的AD(厭氧消化法)相比，WAO與AD的綜合系統(tǒng)多收獲了51.4%的甲烷。

2.3 催化濕式氧化法處理污泥的研究

2.3.1 均相催化劑催化濕式氧化處理污泥的研究

由于WAO運(yùn)行條件較為苛刻，需要在高溫高壓條件下進(jìn)行，因此能耗和設(shè)備投資較大，且一些低分子態(tài)的中間產(chǎn)物無(wú)法完全礦化，導(dǎo)致污泥處理不徹底，造成二次污染。為此，20世紀(jì)70年代末歐美日等國(guó)在WAO的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)深入的研究相繼引入了催化濕式氧化技術(shù)(CWAO)[15]。

催化濕式氧化技術(shù)與濕式氧化的反應(yīng)機(jī)理相同，同屬于自由基反應(yīng)，催化劑在濕式氧化反應(yīng)熱分解和氧化反應(yīng)兩個(gè)階段中至關(guān)重要，催化劑能夠改變兩個(gè)反應(yīng)階段活化能和反應(yīng)歷程，以達(dá)到在更為溫和的反應(yīng)條件下徹底氧化污泥的目的[16]。

催化濕式氧化的重點(diǎn)在于催化劑的制備，根據(jù)催化劑存在形式的不同可將催化劑分為均相催化劑和非均相催化劑兩大類。均相催化劑直接利用可溶性過(guò)渡金屬鹽作為催化劑，具有活性高、選擇性強(qiáng)、廉價(jià)易得等優(yōu)點(diǎn)。早期的科研人員對(duì)非均相催化劑的作用機(jī)理及催化工藝條件進(jìn)行了廣泛的研究，其中以Cu系列催化劑作用效果最佳。村上辛夫等[17]分別以Cu、Co、Ni、Fe、Mn、V鹽作為催化劑對(duì)甲醛進(jìn)行了濕式氧化處理，發(fā)現(xiàn)Cu在230 ℃、2 MPa的氧分壓工藝條件下具有明顯的催化效果。Marco B等[18]分別用CuSO4和FeSO4·7H2O作為催化劑研究了水溶性金屬鹽在污泥濕式空氣氧化中的性能和作用機(jī)理，發(fā)現(xiàn)CuSO4對(duì)污泥中溶解性有機(jī)物礦化的催化作用明顯強(qiáng)于FeSO4·7H2O，該結(jié)果與村上辛夫等[16]的研究結(jié)果相吻合。Marco B等指出Cu2+和Fe2+在污泥濕式氧化中的催化效果不同，其原因在于污泥表面官能團(tuán)對(duì)金屬的吸附和親和力不同，Cu2+會(huì)與小分子的懸浮固體(SS)強(qiáng)烈結(jié)合而阻礙了SS向水相中的轉(zhuǎn)化，但對(duì)液相中溶解的化合物礦化有明顯的促進(jìn)作用。而Fe2+對(duì)懸浮固體的溶解有明顯的促進(jìn)作用，但對(duì)液相溶解物礦化作用的影響不太明顯。在一定的工藝條件下，Cu的礦化作用可以彌補(bǔ)其對(duì)增溶的抑制作用。因此，結(jié)合各金屬鹽在反應(yīng)不同階段催化作用的優(yōu)勢(shì)，將多種金屬鹽耦合使用是濕式氧化的重要研究方向。

2.3.2 非均相催化劑催化濕式氧化處理污泥的研究

由于CWAO起催化作用時(shí)呈溶解狀態(tài)，故其后期回收較為困難，易造成二次污染。非均相催化劑因其活性高、易分離且因離子漬出而造成的二次污染幾乎可忽略不計(jì)，從上世紀(jì)70年代開始引起了廣大業(yè)內(nèi)研究人員的高度關(guān)注。非均相催化劑一般分為貴金屬催化劑、過(guò)渡金屬催化劑、稀土系列催化劑以及新型的炭材料催化劑[19]。表1為各類催化劑的性質(zhì)[20-27]。

表1 四類非均相催化劑的性質(zhì)與應(yīng)用

貴金屬由于其出色的穩(wěn)定性與高活性引起了廣大學(xué)者的關(guān)注。Ning等[20]研究了ZrO2作為催化劑載體分別負(fù)載Pt，Pd，Ru時(shí)，對(duì)單氯酚(2-CP，3-CP，4-CP)進(jìn)行催化濕式氧化處理，研究表明質(zhì)量比3%的Ru/ZrO2是2-CP的催化濕式氧化處理(CWAO)中最有效的催化劑。Dükkanci等[21]分別用負(fù)載Pt、Pd、Ru的TiO2和商用Pt/Al2O3作為催化劑對(duì)丁酸和馬來(lái)酸進(jìn)行催化濕式氧化，指出馬來(lái)酸和丁酸只能在商業(yè)Pt/Al2O3催化劑上被氧化成中間體，轉(zhuǎn)化率分別為11%和7.9%；Pt/TiO2和Pd/TiO2、Pt/TiO2分別對(duì)馬來(lái)酸和丁酸的氧化有一定的催化效果，且金屬的漬出率小于1%，而丁酸氧化過(guò)程中形成的乙酸沉積在催化劑表面，導(dǎo)致催化劑失效，這一現(xiàn)象與Marco B等[18]中Cu2+與小分子有機(jī)顆粒結(jié)合的機(jī)理相似，而貴金屬有更高的吸附活性，故其易于沉積失活。劉俊等[28]采用共同沉淀法制備了Cu、Co、Fe等非均相單一活性組分催化劑與Cu-Ce、Cu-Fe等非均相雙活性組分Cu基催化劑研究了其與在均相狀態(tài)下對(duì)催化濕式氧化處理制藥污泥的催化效果，發(fā)現(xiàn)同種催化劑非均相狀態(tài)下催化效果低于均相狀態(tài)，而多種具有催化活性的金屬有協(xié)同催化作用。卞成萍等[29]以SiO2為載體，采用浸漬法制備 Ce-Mn/SiO2臭氧催化劑,催化濕式氧化處理油井廢水，其TCOD去除率可達(dá)72%以上。

雖然貴金屬催化劑的氧化活性高且較穩(wěn)定，對(duì)濕式氧化有較好的催化作用，但其稀缺昂貴且表面易沉積，制約了其大規(guī)模商用，因此經(jīng)濟(jì)且高效的非均相過(guò)渡金屬催化劑的開發(fā)和應(yīng)用十分必要，其中Cu系列非均相催化劑的催化效果和經(jīng)濟(jì)性均較好。

圖3 深度氧化甲苯的催化活性和最高價(jià)金屬氧化物標(biāo)準(zhǔn)生成焓之間的關(guān)系[22]

上述研究表明以Cu為主相的多組分非均相催化劑能夠有效提高污泥濕式氧化的效率，深化其氧化效果，但同時(shí)又具有一定的局限性。不同催化劑往往局限于具有確定組分的污泥，易受處理對(duì)象pH及毒物的影響而變性。故非均相催化劑的普適性、穩(wěn)定性的研究與開發(fā)應(yīng)用是今后研究的重中之重。

2.4 催化濕式過(guò)氧化技術(shù)處理污泥的研究

WAO和CWAO技術(shù)通常使用氧氣和空氣作為氧化劑，研究人員的關(guān)注點(diǎn)亦一直集中在濕式氧化的溫度、反應(yīng)時(shí)間的優(yōu)化。隨著氧化劑的升級(jí)，研究人員開始以氧化性能更好的O3和H2O2作為氧化劑來(lái)代替O2。污水污泥濕式氧化過(guò)程加入H2O2可以在較低的溫度和壓力條件下生成強(qiáng)氧化能力的·OH和·OOH自由基，極大提高有機(jī)物的氧化效率，而因H2O2呈液態(tài)完全避免了氣-液傳質(zhì)阻力，極大提高反應(yīng)速率，且降低了反應(yīng)設(shè)備對(duì)壓力的要求及因高壓帶來(lái)的設(shè)備腐蝕問(wèn)題[31]。

1894年英國(guó)科學(xué)家Fenton首次提出采用(Fe2+/H2O2)體系來(lái)氧化多種有機(jī)物，后人將(Fe2+/H2O2)體系應(yīng)用于濕式氧化技術(shù)[32]。但其反應(yīng)體系必須在酸性條件下進(jìn)行，為改變其作用條件對(duì)pH的苛刻要求，廣大研究人員進(jìn)行了大量探索與研究。CWPO被大量應(yīng)用于污水的處理，而污泥處理方面相關(guān)文獻(xiàn)相對(duì)較少。Guo等[33]采用間歇式CWPO對(duì)油田污泥進(jìn)行了處理，研究發(fā)現(xiàn)CWPO可以有效去除油田污泥中的有機(jī)物，停留時(shí)間和反應(yīng)溫度是去除油田污泥COD的主要因素，在最佳工藝條件下(反應(yīng)溫度：330 ℃，污泥初始濃度：4 000 mg/L，停留時(shí)間：9 min)污泥COD的去除率可達(dá)88.68%，之后Guo等[34]又分別采用MnCl2催化濕式氧化和過(guò)氧化技術(shù)對(duì)同一含油污泥進(jìn)行了處理。研究發(fā)現(xiàn)在330 ℃條件下MnCl2催化濕式氧化對(duì)污泥中COD的最大去除率為80%以上，而CWPO工藝在250～330 ℃、停留時(shí)間為9 min時(shí)對(duì)污泥COD的去除率在90%以上(在330 ℃反應(yīng)溫度下CWPO對(duì)含油污泥COD處理率分別達(dá)到91%和99%)。

通過(guò)以上研究可知CWPO作為污泥濕式氧化處理技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)，對(duì)污泥的處理更為徹底且處理效率更高，CWPO技術(shù)在9 min內(nèi)對(duì)污泥COD處理率達(dá)到90%以上，CWAO技術(shù)很難達(dá)到如此的處理效率和效果。CWPO技術(shù)在污泥處理中具有較大的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)研發(fā)新型催化劑降低其反應(yīng)過(guò)程中氧化劑的用量將極大推動(dòng)CWPO技術(shù)的全面推廣與應(yīng)用。

3 結(jié)論與展望

3.1 結(jié)論

濕式空氣氧化法(WAO)作為一種新型的污泥處理工藝，與傳統(tǒng)的污泥處理工藝相比更具普適性和高效。目前濕式WAO在歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家的研究較為成熟，國(guó)內(nèi)對(duì)WAO的應(yīng)用還處于初試階段。當(dāng)前其苛刻的運(yùn)行條件造成較高的運(yùn)行費(fèi)用及設(shè)備投資維護(hù)費(fèi)用是阻礙其推廣應(yīng)用的主要因素。CWAO中催化劑的引入及CWPO中催化劑和氧化劑的引入可有效改善其運(yùn)行條件，降低其其運(yùn)營(yíng)成本。

3.2 展望

WAO的研究大都集中于運(yùn)行工藝條件的優(yōu)化與各催化劑與氧化的引入，而其反應(yīng)機(jī)理、催化機(jī)理與氧化劑作用機(jī)理的研究相對(duì)較少。通過(guò)對(duì)濕式氧化過(guò)程中自由基的檢測(cè)，揭示其反應(yīng)過(guò)程，不斷完善濕式氧化論體系，并應(yīng)用于工程實(shí)際，是廣大科研人員要考慮的重要問(wèn)題。催化劑與氧化劑的引入可大幅降低其運(yùn)行溫度及其壓力，使其在更溫和的運(yùn)行條件下達(dá)到其氧化目的，可大幅降低其運(yùn)行費(fèi)用及其設(shè)備投資。故高效穩(wěn)定、廉價(jià)環(huán)保且具有普適性的新型催化劑的研發(fā)是該術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。廉價(jià)氧化劑的探索且其與催化的協(xié)同作用也值得深入研究。不同來(lái)源的污泥所含污染物不同，如工業(yè)廢水污泥所含重金屬較多，制藥廢水污泥所含較難分解的有機(jī)或污泥污染物較多，若能充分利用不同來(lái)源污泥中的污染物，經(jīng)過(guò)合理配比，給予一定條件生成具有催化效應(yīng)的物質(zhì)，既能節(jié)約催化劑成本又可降低催化添加所帶來(lái)的二次污染。

此外，已經(jīng)有較多關(guān)于污泥濕式氧化中物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程的研究提出了污泥濕式氧化過(guò)程中揮發(fā)性脂肪酸的潛在回收性。若能實(shí)現(xiàn)污泥濕式氧化過(guò)程中揮發(fā)性脂肪酸的高效回收將改變污泥處理只有投入無(wú)經(jīng)濟(jì)回報(bào)的局面，降低占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用近50%的巨額污泥處理費(fèi)用。