李德彬，周 平，吳毅暉，林 陽(yáng)，張洋洋，李 歡

（1. 清華大學(xué) 深圳國(guó)際研究生院，廣東 深圳 518055；2. 昆明滇池水務(wù)股份有限公司，云南 昆明 650228）

污水廠污泥是生活污水處理廠的主要廢棄物，隨著生活污水處理規(guī)模的擴(kuò)大和處理標(biāo)準(zhǔn)的提升，污泥產(chǎn)生量也在逐漸增加，是城市環(huán)境管理的難點(diǎn)之一。污水廠污泥含水率高，富含有機(jī)物、氮、磷以及微生物，也可能含有重金屬、有毒有害有機(jī)質(zhì)等污染物，需妥善處理處置。我國(guó)過去主要采用衛(wèi)生填埋處置污泥，但這種方式的環(huán)境負(fù)面影響較大，缺乏可持續(xù)性。其他處理處置技術(shù)主要包括厭氧消化、好氧堆肥、焚燒等，這些方法各有適用場(chǎng)景，也存在各自的局限性。

濕式空氣氧化（WAO）是一種環(huán)境友好的高級(jí)氧化技術(shù)，它可在180~315 ℃和2~15 MPa的反應(yīng)條件下將污水廠污泥中的有機(jī)質(zhì)降解成CO2、H2O和可生物降解的小分子有機(jī)物［1-2］，且不排放二噁英、飛灰等二次污染物［3］，對(duì)其他污泥如制藥污泥、煉油污泥和有毒污泥均能有效處理（文中所述污泥無特殊說明時(shí)皆指污水廠污泥）。與厭氧消化相比，WAO可以實(shí)現(xiàn)污泥的深度減量化和無害化，有機(jī)質(zhì)去除率可達(dá)90%以上，無后續(xù)處理處置負(fù)擔(dān)；與好氧堆肥相比，WAO處理周期短、占地面積小，可以在污水廠內(nèi)實(shí)施，無大量堆肥產(chǎn)品的出路問題；與焚燒處理相比，WAO無焚燒煙氣等二次污染控制問題，成本較低，過程清潔。目前，污泥WAO在國(guó)外已有多個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行，但在國(guó)內(nèi)WAO主要用于處理屬于危險(xiǎn)廢物的有機(jī)廢水，在污泥處理領(lǐng)域還缺乏大規(guī)模工程應(yīng)用［4-5］。近年來，國(guó)內(nèi)外研究人員圍繞污泥的WAO開展了一系列工作，包括開發(fā)多種WAO工藝，引入催化劑進(jìn)行催化濕式空氣氧化（CWAO）等。

本文系統(tǒng)回顧了污泥WAO的基本原理、工藝開發(fā)和研究進(jìn)展，最后討論了該技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與發(fā)展方向，以期為我國(guó)污水廠污泥處理的研究提供參考。

1 污泥WAO原理

不同來源污泥的WAO過程均可分為快速反應(yīng)期和慢速反應(yīng)期兩個(gè)階段，兩階段均符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，但不同污泥的活化能和指前因子相差較大［6-7］。熱水解和氧化反應(yīng)是WAO中的兩個(gè)主要反應(yīng)，根據(jù)氧氣供應(yīng)情況的不同這兩個(gè)反應(yīng)可依次或同時(shí)進(jìn)行［8］。污泥中的主要成分，蛋白質(zhì)、多糖和纖維素等大分子有機(jī)物首先被水解為簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物（如單糖、氨基酸和脂肪酸）［9-10］，再被進(jìn)一步氧化為小分子有機(jī)物，直至被完全礦化為無機(jī)鹽和水［11］。磷、硫和鹵素元素被分別氧化為磷酸鹽、硫酸鹽和鹵化物。金屬元素大部分被穩(wěn)定到泥餅中，且隨著溫度的升高或反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，金屬價(jià)態(tài)向低毒或無毒價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)變［12］。根據(jù)反應(yīng)條件的不同，有機(jī)氮化合物可轉(zhuǎn)化為氨、硝酸鹽、氮?dú)夂鸵谎趸?，大多?shù)氰化物和胺類化合物被氧化為氨［13-14］。小分子含氧化合物（尤其是乙酸、丙酸、甲醇、乙醇和乙醛）和氨難以在WAO中被完全氧化降解［15］，乙酸只有在溫度高于310℃后才逐步降解［16］，氨的氧化只有當(dāng)溫度高于540℃時(shí)才明顯發(fā)生［17］。因此，污泥WAO處理后的水相產(chǎn)物中包含小分子有機(jī)含氧化合物、氨、無機(jī)酸和無機(jī)鹽，可作為化學(xué)品資源進(jìn)行回收利用，尤其是其中累積的大量乙酸可做污水廠碳源使用［18］。泥餅含有金屬氧化物、不溶性磷酸鹽和硫酸鹽以及污泥中原有的礦物質(zhì)等，其中磷具有較高的資源化價(jià)值。處理后的廢氣中可能含有NH3、N2、CO、CO2、O2和一些揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）［13］。處理后的污泥表觀黏度降低兩個(gè)數(shù)量級(jí)，具有良好的沉降性和可過濾性［19］。

污泥中有機(jī)質(zhì)的氧化降解主要通過自由基反應(yīng)完成，在WAO過程中檢測(cè)到的自由基有HO·、等［20］。HO·由H2O2分解產(chǎn)生，但H2O2的形成路徑目前還不確定；可能由HO·和甲酸鹽反應(yīng)生成；RC.HOH可能由HO·和乙醇反應(yīng)生成。自由基反應(yīng)包括自由基的引發(fā)、增長(zhǎng)和終止。污泥所含大分子有機(jī)物降解過程中會(huì)產(chǎn)生不同的小分子中間體，具體取決于反應(yīng)溫度、氧氣壓力、pH和催化劑，這些小分子中間體被進(jìn)一步氧化為乙酸和CO2，而乙酸礦化較難，在最終產(chǎn)物中出現(xiàn)一定程度的累積。

污泥WAO通常的反應(yīng)條件為：溫度180~315℃，總壓2~15 MPa，停留時(shí)間15~120 min［3］。其中溫度是最重要的影響因素，其次是停留時(shí)間和氧氣分壓。在240 ℃下反應(yīng)1 h，COD去除率最高約為70%；當(dāng)溫度達(dá)到300 ℃時(shí)，COD去除率可達(dá)80%以上［21］；而在450 ℃的超臨界條件下反應(yīng)10 min后，COD去除率可達(dá)99.9%以上，這歸因于乙酸在高溫下的氧化［22］。高溫可加速污泥的溶出和礦化，而高壓則會(huì)增加氧氣的溶解度進(jìn)而提高其傳質(zhì)速率，促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。水中氧氣的溶解度受溫度和壓力的影響。在WAO反應(yīng)的溫度范圍內(nèi)，溶解氧隨著溫度和壓力的升高而增多［23-24］，但需綜合考慮高反應(yīng)速率與操作溫度和壓力，以降低資金成本和安全隱患。此外，減小氣泡尺寸、增加渦流以延長(zhǎng)氣液接觸時(shí)間以及增加湍流剪切均可加快氧氣的傳質(zhì)速率。WAO是一個(gè)放熱反應(yīng)，當(dāng)進(jìn)料COD高于20 000 mg/L時(shí)，整個(gè)反應(yīng)體系可以實(shí)現(xiàn)自熱［1］。與啟動(dòng)供熱相比，供氧、人工和電耗是污泥WAO的主要成本。為了降低運(yùn)行成本，工程中通常采用純氧，但需增加系統(tǒng)的安全措施［13］。

2 污泥WAO工藝

1911年STREHLENERT在瑞典獲得了WAO領(lǐng)域的第一項(xiàng)專利，主要用于處理造紙黑液［25］；1944年，ZIMMERMANN開發(fā)出具有商業(yè)潛力的WAO技術(shù)，并于1958年在芝加哥建立了采用Zimpro工藝的污泥處理廠［25］；1977年，美國(guó)Speedway和Terre Haute兩個(gè)污水廠采用Oxyjet工藝處理污水廠污泥［26］；1993年，Kruger公司采用水平活塞流反應(yīng)器處理化學(xué)廢水和污泥［16］；1994年，荷蘭開發(fā)了Vertech工藝，用來處理污水廠污泥［27］；1998年，OTV公司采用威立雅水務(wù)公司Athos工藝在230℃和5 MPa條件下處理污水廠污泥［16］。由于經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性問題，許多早期WAO項(xiàng)目已關(guān)閉［28］，目前Athos和Zimpro工藝是污泥WAO技術(shù)的典型工藝。國(guó)內(nèi)污泥WAO工藝發(fā)展尚處于起步階段，目前已知最早的污泥WAO工程項(xiàng)目于2014年在浙江海寧投產(chǎn)，處理量為100 t/d，采用類似Wetox的工藝（反應(yīng)溫度和時(shí)間分別為170 ℃和30 min）［4］；2017年四川東方鍋爐股份有限公司完成了20 kg/h小試裝置的開發(fā)，并做了20 t/d處理規(guī)模的設(shè)計(jì)［29］；2019年上海耀嶸環(huán)保公司在成都溫江建成30 t/d示范工程；北京綠創(chuàng)環(huán)保集團(tuán)借鑒Wetox工藝于2019年在北京昌平投產(chǎn)了100 t/d的污泥處理工程［5］。

2.1 Athos工藝

威立雅水務(wù)公司開發(fā)的Athos工藝（圖1）是目前商用的污泥WAO主要處理工藝之一，主反應(yīng)器為帶循環(huán)泵的鼓泡塔。該系統(tǒng)在250 ℃和5.0 MPa純氧下運(yùn)行，處理1 h后污泥COD去除率達(dá)80%以上［30］。系統(tǒng)啟動(dòng)后產(chǎn)生大量熱能，無需外界供熱，且余熱可用于生產(chǎn)熱水。該系統(tǒng)還可使用硫酸銅作為催化劑，在保持工藝性能的同時(shí)降低反應(yīng)溫度［31］。終產(chǎn)物是泥餅和可生物降解的液體，后者可通過常規(guī)生化技術(shù)處理，尾氣凈化后排放。該工藝在歐洲多地應(yīng)用，以2007年投入運(yùn)行的布魯塞爾北部污水處理廠的污泥處理項(xiàng)目為例，其污泥COD去除率在75%~80%。廢氣主要成分為CO2、O2和NH3，首先進(jìn)入冷凝器除去NH3，然后進(jìn)入氣體處理裝置去除痕量的CO和VOCs。出水的SS、NH4+-N質(zhì)量濃度、COD分別為0.3~0.5，3.0~3.5，12~15 g/L，最終流入污水處理廠進(jìn)行處理。濾餅由89%~93%的礦物質(zhì)組成，總有機(jī)碳含量為3%~5%，可用作垃圾填埋場(chǎng)覆蓋土。浸出試驗(yàn)表明，重金屬被固定于礦物固體基質(zhì)中。

圖1 Athos工藝流程

2.2 Zimpro工藝

Zimpro工藝（圖2）是最早應(yīng)用的污泥WAO工藝，其主反應(yīng)器是一個(gè)鼓泡塔，內(nèi)部襯鈦或帶擋板，高徑比5~20。系統(tǒng)采用熱交換器從出料回收能量并用于預(yù)熱進(jìn)料，無需外部熱量輸入。當(dāng)采用空氣作為氧化劑時(shí)，在150~320 ℃和2~22 MPa壓力下，處理時(shí)間通常為60 min［32］。全世界約有300個(gè)Zimpro裝置，其中130個(gè)用于處理污水廠污泥，這些Zimpro裝置為降低運(yùn)行成本，采用的溫度和壓力分別為220 ℃和3.5 MPa，僅進(jìn)行部分氧化，處理后的污泥脫水至含固率55%［33］。

圖2 Zimpro工藝流程

2.3 Vertech工藝

Vertech工藝（圖3）最早于1993年在荷蘭阿珀?duì)柖鄠悾ˋpeldoorn）運(yùn)行，年處理量為2.3萬t污泥干固體［13，27］。該裝置主要由埋在地下1 200~1 500 m的管式反應(yīng)器和換熱器構(gòu)成，內(nèi)管進(jìn)泥，外管出泥，并實(shí)現(xiàn)進(jìn)出料的熱交換，反應(yīng)溫度180~200 ℃，多余熱量由熱交換系統(tǒng)導(dǎo)出并用于發(fā)電。反應(yīng)器最深處壓力為8.0 MPa，由水壓維持而無需高壓泵，顯著降低了能耗，處理費(fèi)用約18.5歐元/t。污泥和氧氣在下降管道內(nèi)湍流流動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)高效傳質(zhì)和傳熱［34］，反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間約60 min，其中反應(yīng)區(qū)停留時(shí)間約30~40 min。由于反應(yīng)器管道較長(zhǎng)且容易銹蝕，故需定期清洗［13］。

圖3 Vertech工藝流程

2.4 Wetox工藝

Wetox工藝（圖4）由FASSELL和BRIDGES兩人在上世紀(jì)70年代提出，其反應(yīng)器是一個(gè)臥式高壓釜，包括4~6個(gè)隔室，每個(gè)隔室有單獨(dú)的攪拌器，組成一個(gè)階梯水平反應(yīng)器。反應(yīng)溫度為200~250 ℃，壓力為4.0 MPa，水力停留時(shí)間為30~60 min［13］，從每個(gè)隔室底部多級(jí)鼓入氧氣，可促進(jìn)氣液傳質(zhì)，提高污泥氧化效果。Wetox水平臥式高壓釜占地面積大，且機(jī)械攪拌的能耗和控制難度較高。國(guó)內(nèi)北京綠創(chuàng)環(huán)保集團(tuán)借鑒該工藝在約170 ℃條件下對(duì)污泥進(jìn)行部分濕式氧化，并在昌平建有100 t/d的工程項(xiàng)目。由于該項(xiàng)目采用的反應(yīng)溫度不高，有機(jī)質(zhì)氧化程度低，故系統(tǒng)不能自熱［5］。

圖4 Wetox工藝流程

3 CWAO進(jìn)展

WAO的反應(yīng)溫度和壓力較高，需要使用增強(qiáng)材料承受強(qiáng)烈的氧化和腐蝕環(huán)境，這導(dǎo)致較高的投資成本。選擇合適的催化劑可以顯著降低反應(yīng)活化能，進(jìn)而降低反應(yīng)溫度和壓力，并加快反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時(shí)間。在CWAO中使用的催化劑包括均相催化劑和非均相催化劑。

3.1 均相催化劑

污泥CWAO研究中常用到含Cu2+或Fe2+的催化劑。Fe2+有助于污泥固相有機(jī)物的溶出，而Cu2+可促進(jìn)液相中有機(jī)物的礦化［11］。Cu催化劑對(duì)pH的依賴性較小，并且在催化反應(yīng)中比Fe催化劑更穩(wěn)定，因而受到了更多關(guān)注。BERNARDI等［11］在200~250 ℃和0.4~1.5 MPa的氧氣分壓下比較了可溶性過渡金屬鹽對(duì)污泥（TOC 2.5~25.0 g/L）的處理效果，發(fā)現(xiàn)由于Cu2+與污泥有機(jī)物結(jié)合較為牢固，CuSO4阻止了懸浮有機(jī)物的溶出，但對(duì)已溶出有機(jī)物的礦化表現(xiàn)出較高的活性；而FeSO4增強(qiáng)了有機(jī)物的溶出，但對(duì)溶解有機(jī)質(zhì)的氧化活性較低；將Cu2+和Fe2+按比例混合后，具有最佳催化性能。另外幾項(xiàng)研究中：在240 ℃和1.65 MPa氧分壓下，CuSO4（1%，以COD計(jì)）將污泥COD去除率從71%提高到86%［21］；在240℃和1.0 MPa氧氣初壓下，Cu（NO3）2將制藥污泥的COD去除率從40%提高到62%［35］；在200 ℃和7 MPa下采用CuSO4或Cu（NO3）2作為催化劑處理退漿廢水，可在1 h內(nèi)去除至少80%的COD［36-37］。

盡管均相催化劑具有較高的活性，但常用的Cu催化劑具有生物毒性且很難回收。氫氧根可促進(jìn)污泥微生物細(xì)胞水解，提高固體溶出率，適量情況下還可促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的氧化［38］，但堿性條件下會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)形成美拉德化合物，使溶解的污泥呈現(xiàn)深色，而酸催化下可減少此類化合物的生成［39］。

3.2 非均相催化劑

固態(tài)非均相催化劑可重復(fù)使用，但污泥含有的大量細(xì)小無機(jī)顆粒難以同非均相催化劑分離，污泥顆?？赡芏氯呋瘎┛椎?，且Cl-對(duì)部分金屬活性中心具有毒性，因此，目前還沒有工程應(yīng)用的非均相催化劑。非均相催化劑大多以Cu為活性金屬，如CuO-CeO2/γ-Al2O3，在260 ℃和1 MPa下催化反應(yīng)1 h后，VSS去除率為87.3%，COD去除率為72.6%［40］；同樣反應(yīng)條件下分子篩負(fù)載Cu和Ce的催化劑可除去約92%的VSS和約75%的COD［41］。多金屬負(fù)載催化劑Cu-Fe-Co-Ni-Ce/γ-Al2O3在180℃、氧分壓1.0 MPa下催化污泥降解90 min后，污泥COD去除率達(dá)72.6%，同樣的處理效果在WAO中通常需要溫度和壓力分別達(dá)到240 ℃和4 MPa［42］。

針對(duì)污泥CWAO的非均相催化劑研究不多，但針對(duì)廢水CWAO的非均相催化劑研究較多，其中一部分研究中用的模型化合物正好是與污泥組分結(jié)構(gòu)相似的化合物，或是污泥WAO降解后的產(chǎn)物，可供污泥CWAO的非均相催化劑研究借鑒。CWAO中的非均相催化劑主要包括非貴金屬催化劑、貴金屬催化劑、金屬有機(jī)框架（MOF）催化劑和碳基催化劑，詳見表1。

表1 CWAO中的非均相催化劑

非貴金屬催化劑的活性中心主要是過渡金屬和稀土元素，包括Mo、Ce、Cu、Fe等元素。Mo基催化劑在低溫和大氣壓下具有良好的催化活性。CeO2中Ce元素具有混合價(jià)態(tài)（+3和+4），這種缺陷結(jié)構(gòu)允許氧在晶格間流動(dòng)，使CeO2具有存儲(chǔ)氧氣的能力。向CeO2結(jié)構(gòu)中引入其他二價(jià)或三價(jià)過渡金屬離子可促進(jìn)Ce4+還原為Ce3+，從而進(jìn)一步提高CeO2的儲(chǔ)氧能力［43］。Fe的催化活性主要依靠Fe3+和Fe2+之間的循環(huán)轉(zhuǎn)化，即Fe3+氧化有機(jī)質(zhì)時(shí)自身被還原為Fe2+，而后Fe2+立即被O2重新氧化為Fe3+［44］。雜多酸鹽（POMs）（如磷鉬酸鹽）因具有較高氧化效率而被廣泛用于氧化反應(yīng)中［45］。不同金屬具有協(xié)同作用，多金屬負(fù)載催化劑可抵抗過渡金屬離子的浸出［46-47］，并表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性和催化活性［48］。

貴金屬催化劑中常用的元素是Ru、Pt、Pd、Rh和Ir，盡管價(jià)格昂貴，但通常壽命較長(zhǎng)，催化活性較高，特別是對(duì)難氧化的乙酸和氨的催化氧化活性較高［49-50］。以活性炭或高比表面積石墨負(fù)載的Ru為催化劑，以空氣為氧化劑，在175~200 ℃、10 MPa下處理100 min后可將乙酸完全礦化［49］。

MOF具有高比表面積、可調(diào)孔隙率、多變的結(jié)構(gòu)和可回收特性，但其水熱穩(wěn)定性較低，且耐酸性差。由于材料內(nèi)部存在穩(wěn)定的Zr—O鍵，UIO-66是一種對(duì)水熱和酸性環(huán)境穩(wěn)定的MOF催化劑，負(fù)載Cu后在催化濕式過氧化物氧化中表現(xiàn)出較高活性［51］。

碳基催化劑包括活性炭、炭黑、石墨、碳納米管、碳干凝膠、石墨烯和富勒烯等，碳基催化劑表面的含氧官能團(tuán)起主要催化作用［52］，含氧官能團(tuán)可在WAO環(huán)境中得到再生［53］，同時(shí)可抵抗污泥中對(duì)金屬催化劑有毒性的Cl-，且不具有環(huán)境毒性。

在現(xiàn)有催化劑中，均相催化劑通常具有高活性，同時(shí)展現(xiàn)出工程應(yīng)用潛力，如Athos工藝中采用的硫酸銅，但是難以回收。盡管非均相催化劑具有回收潛力，但如何在污泥處理體系中保持活性并反復(fù)使用仍具有較大挑戰(zhàn)。目前報(bào)道的非均相催化劑大多以Cu為活性中心，但其活性并不理想。針對(duì)這些問題，可以借鑒廢水CWAO中催化性能良好的含Mo和Ce的催化劑和可抗Cl-腐蝕的碳基催化劑，同時(shí)可以采用磁性載體或?qū)⒋呋瘎┕潭ㄔ诜磻?yīng)器內(nèi)，從而將催化劑與處理產(chǎn)物分離。

4 污泥WAO面臨的挑戰(zhàn)

污泥WAO反應(yīng)溫度和壓力較高，同時(shí)液相中存在Cl-離子和有機(jī)酸，這要求反應(yīng)器和管道需耐高溫、高壓和腐蝕，初期投資較大。相比污水廠污泥較低的處理費(fèi)用，有害工業(yè)廢水污泥（如印染廢水污泥、焦化廢水污泥等）的處理費(fèi)用相對(duì)更高，更適合WAO技術(shù)的推廣。盡管高壓不可避免，但在反應(yīng)器的設(shè)計(jì)上可以做出一些創(chuàng)新，以規(guī)避高溫和腐蝕問題，如設(shè)計(jì)局部高溫反應(yīng)器和可更換的腐蝕接觸面。同時(shí)，局部高溫反應(yīng)器可在更高溫度下工作，還可發(fā)揮高溫工藝的優(yōu)勢(shì)，如更快的反應(yīng)速率和更高的處理能力，以及將更多的重金屬穩(wěn)定在泥餅中，溶液中重金屬含量減少，使污泥WAO脫出液具有農(nóng)用潛力。

開發(fā)合適的催化劑以降低操作溫度和壓力是研究的主要方向。但目前的催化劑均有較大缺陷，一方面催化劑活性仍然不高，另一方面催化劑應(yīng)用也面臨工程問題。例如：均相催化劑會(huì)引入金屬離子，增加產(chǎn)物的環(huán)境毒性；而非均相催化劑在污泥處理體系中又面臨失活問題。針對(duì)這些問題，可以開發(fā)具有高活性、耐久性和可回收的催化劑。

污泥WAO需要大量氧氣，每噸含水率為80%的污泥的COD為120~180 kg，按變壓吸附制氧的成本0.3元/kg計(jì)，每噸污泥的耗氧成本至少為36~54元/t，這是WAO處理成本的主要來源。為了降低這一費(fèi)用，一方面要針對(duì)工藝過程提高氧氣利用效率，另一方面可在WAO之前對(duì)污泥進(jìn)行厭氧消化，以回收部分能量并減少污泥WAO中的耗氧量。

污泥WAO之后的脫出液可用作污水廠碳源，或者直接提取有高附加值的有機(jī)物，如乙酸、腐殖酸等，但脫出液中氨氮含量高達(dá)2 000~4 000 mg/L，不利于處理，因此可進(jìn)行氨回收，而回收的氨可作為肥料。泥餅也可進(jìn)行資源化利用，如回收磷、燒磚等。脫出液和泥餅的資源化收益可以覆蓋一部分成本，提升WAO技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

5 結(jié)語(yǔ)

污泥WAO具有反應(yīng)速率快、原料適應(yīng)廣、去除效率高、二次污染排放低、反應(yīng)過程自熱甚至對(duì)外輸出熱量等特點(diǎn)。WAO通過自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行，包括自由基的引發(fā)、增長(zhǎng)和終止，在這一過程中，反應(yīng)中大分子不溶性有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的可溶有機(jī)物，再進(jìn)一步被氧化為易于生物降解的中間體、二氧化碳、無機(jī)鹽和水。溫度是WAO最重要的影響因素，其次是氧氣分壓和反應(yīng)時(shí)間。通常污泥WAO的典型操作條件是240 ℃、6.0 MPa和30 min，COD去除率為50%~90%。污泥WAO的兩種主要工藝為Athos和Zimpro，而國(guó)內(nèi)尚處于起步階段。含Cu和Fe的均相催化劑在污泥CWAO中研究較多，非均相催化劑包括非貴金屬催化劑、貴金屬催化劑、MOF催化劑和碳基催化劑，但由于污泥的復(fù)雜性，非均相催化劑在污泥CWAO生產(chǎn)中很少采用。開發(fā)新型催化劑、優(yōu)化反應(yīng)器和工藝設(shè)計(jì)、提高氧氣利用率以及解決產(chǎn)物綜合利用問題，是污泥WAO發(fā)展的主要方向。