超临界水氧化技术 废水处理中超临界水氧化技术的应用

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1、超临界水氧化技术废水处理中超临界水氧化技术的应用废水处理中超临界水氧化技术的应用摘要：超临界水氧化法是一种新兴且非常有效的废水处理方法，文章介绍了超临界水的氧化机理，综述了这一高新技术在废水处理方面的最新研究成果，论述了该法存在的阕题和解决方法，并对发展前景作了展望。关键词：超临界水氧化法；废水处理；研究进展Abstract：Supercriticalwateroxidation(SCWO)isanewandveryeffectivewastewatertreatmentmethod.Thepaperintroducedsupercriticalwateroxidationstheoryan

2、dthenewestproductioninwastewatertreatment．FinallytheexistingproblemsandsolvingmethodsrelatedtoSCWOwerediscussedandthenewoxidationtechnologyforegroundwasexpected.Keywords：supercriticalwateroxidation；wastewater17treatment；researchdevelopment20世纪70年代以来，城乡生活及工农业污水大量排放，致使地表水和地下水源受到污染，可供利用的水资源日益短缺，也使得生态环

3、境遭到破坏。近年来，我国经济快速发展，每年排入水体的废水中约有100亿m3是未经处理的。在经过处理后排入水体的废水中，大约有40％还未能达到国家的排放标准。因而我国水体污染的形势依然相当严峻，水资源问题已然成为社会和经济可持续发展的重要制约因素，应当受到普遍关注。目前，对难处理的工业废水的处理技术主要有焚烧法、化学氧化法、电化学氧化法、光催化氧化法、催化氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法等。焚烧法的温度在1000℃~2000℃，此法能耗高，而且在焚烧过程中产生烟气、飞灰等，易对环境造成二次污染。而化学氧化法、电化学氧化法、光化学氧化法、湿式氧化法等处理方法虽比焚烧法具有更高的能量利用效率，但

4、这些方法却存在反应速率慢、反应不彻底、反应产物需要进一步处理等缺点。因此，研究开发一种新型的用于处理难降解废水的新技术已成为亟待解决的问题。超临界水氧化技术(SupercriticalWaterOxidation,SCWO)的开发和研究为解决这一问题带来了希望。1超临界水氧化技术1.117超临界水的性质超临界水，是一种非协同，非极性溶剂。超临界水在温度高于374℃，压力高于22.1MPa的条件下制得，此条件下的超临界水具有液态水和气态水双重性质，汽液两相之间的界面消失，成为一个均相体系，流体传送随之增强，有利于反应的快速进行，它对有机物、气体具有较好的溶解能力，可以和氧气等气体完全互溶，而无

5、机盐则溶解度很小，同时，水的介电常数、密度和粘度也随着温度和压力的升高而降低。总之，超临界水因为其溶解能力特殊、密度易变、粘度较低、表面张力较低，扩散性强，所以比非超临界水的活性更强，反应更迅速。1.2超临界水氧化法基本原理超临界水氧化(SCWO)是利用超临界水的特性，以超临界水为介质来氧化分解有机物。由于超临界水对有机物和氧气都是很好的溶剂，所以氧化过程可以在富氧的均一相中进行，反应不会因传质阻力而受限制。同时，高的反应温度和压力也使反应速度加快，可以在几分钟甚至几秒内对有机物达到很高的破坏率，大部分有机物去除率可取得令人满意的结果，达99％以上，杂原子也被氧化成相应的无机盐类，并自发从超

6、临界水中析出。超临界水中的氧化反应可以用以下化学方程概括表示：有机化合物+O2→CO2+H2O有机化合物中的杂原子→酸、盐、17氧化物酸+NaOH→无机盐超临界水氧化反应完全彻底。废水中的有机物、杂原子与氧化剂在超临界水中充分反应，生成无毒无害的CO2，H2O和其他简单小分子化合物，达到净化废水的目的。1.3技术特点超临界氧化技术曾经被美国能源部科学家PaulW.Hart誉为“代替焚烧法极有生命力的技术”，它较之其它废水处理技术具有更为鲜明的特点：(1)超临界水氧化反应是均相反应，避免了相间传质和传热阻力损失，反应速率大为提高。而且超临界水更有利于游离基的生成，溶解在超临界水中的有机物和氧气

7、还表现出异常的偏摩尔行为，反应时间(2)超临界水氧化法适合于处理有毒、有害、高浓度、难生化降解的有机废水，属于深度氧化处理技术。在完全封闭的反应系统中保持适当的温度、压力和一定的保留时间下，溶解的有机物能被完全氧化为CO2、H2O、N2、无机盐等无害物质，二次污染小，去除率>99％。(3)17超临界水氧化过程具有自热性，只要被处理废水中的有机物质量分数在1％～2％，外界便无需提供能量，氧化过程就可以依靠反应本