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              工業廢水處理超臨界水氧化技術

              文章出處:未知發表時間:2023-07-14 13:34:24

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              超臨界水氧化是通過氧化作用將有機物完全氧化為清潔的H2O、CO2 N2等物質,S、P等轉化為最高價鹽類穩定化,重金屬氧化穩定固相存在于灰分中。超臨界水氧化(Supercritical Water Oxidation,簡稱SCWO)技術的原理是以超臨界水為反應介質,經過均相的氧化反應,將有機物快速轉化為CO2、H2O、N2和其他無害小分子。超臨界水氧化技術在工業廢水處理、清潔生產以及工業應用方面治理效果良好,而且具有一定的環保功能。本文將重點介紹超臨界水樣技術在廢水處理中的具體應用。

                1、超臨界水氧化技術的工藝流程

                圖1為超臨界水氧化的工藝流程圖,整個工作過程為:將等待處理的廢水,通過高壓泵加壓的方式進行壓力的設定,壓力要在水的臨界壓力之上,然后再通過加熱器進行加熱到一定的溫度,達到水的臨界溫度,添加氧化劑,在超臨界水氧化反應器中進行氧化。當處理的廢水中含有的有機物在超臨界的條件下發生混合,成為了均一相,將會在反應器中迅速的發生反應,并將反應器中的有機污染物進行分解,分解成小的分子產物。通過超臨界水氧化反應器處理的廢水,通過換熱器進行熱量的回收,然后進行分離處理,達標后可以進行排放,再根據生產的過程,根據需要進行回收使用。超臨界水氧化技術與傳統的廢水處理技術相比,處理的效率快,反應時間迅速,氧化的效果較好;可以保持自然的反應,當有機物濃度達到2%時,反應器仍然可以進行自由運行,這樣的運行方式能夠節約水資源,并且還可以進行回收利用;在密封的容器中進行廢水處理,不會對環境造成二次污染;應用范圍非常廣泛,能夠對所有的有機廢氣進行處理;處理的結構簡單,占用面積較小,在工業應用中能夠降低場地占用,節省成本,維修成本低,具有較好的經濟性;還可以對高濃度的二氧化碳進行收集,實現資源再利用。

               

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                2、超臨界水氧化技術在工業廢水處理中的應用

                2.1 超臨界水氧化技術處理芳香族有機物廢水

                使用超臨界水氧化技術對不同的廢水進行處理,比如水中含有苯酚的廢水,研究結果表明,超臨界水氧化反應能夠在很短的是時間內達到95%以上的脫酚率[6];隨著反應溫度的升高,轉化率也會隨之升高;在同樣的反應條件下,硝基苯的轉化率沒有苯酚的轉化率高,停留時間的變化會對硝基苯的轉化率有所影響。隨著反應溫度和壓力的不斷增加,停留時間越長,則苯酚的去除效果越好,去除率越高;超臨界水氧化能夠讓苯酚在很短的時間內就可以達到95%以上的去除率,而且苯酚氧化中間所產生的產量非常少;使用超臨界水氧化對二硝基重氮酚廢水進行處理,在最佳的條件反映下,溫度為600℃,時間不能超過3min,能夠達到99%的去除效果,通過色度除去效果為100%。使用連續反應裝置能夠有效地證明使用超臨界水氧化技術可以很好的處理高質量的含苯胺廢水,同時也能夠分解小分子化合物。

                2.2 超臨界水氧化在含氮有機廢水中的應用

                在化工領域中,有很多含氮的有機廢物,比如尿素廢水、硝基苯廢水等,這類廢水難以講解,而且在處理時較為困難,如果處理不達標就進行排放,將會對環境造成嚴重的污染,處理含氮的有機廢物是環境保護的重要工作之一,通過超臨界水氧化技術能夠快速的解決這種廢水處理問題。在超臨界水氧化的過程中含氮的有機物會產生氨,氨會在氧化劑的作用下形成小分子化合物,比如NO、NO2等。尿素廢水在高溫823.2K的條件下,經過3min的反應,有機氮的去除率能夠達到95%;硝基苯廢水在390℃高溫的條件下,經過10min的反應,去除率達到99%。

                2.3 超臨界水氧化在含氯有機廢物中的應用

                二惡英是含氯廢棄物中最難以降解和分解的有機物,且毒性較大,目前針對難以分解的有機廢棄物進行了大量的研究,在近年來使用超臨界水氧化技術對此類有機廢棄物進行處理,發現與其他的處理技術相比,能夠處理的更加徹底,并且沒有二次污染,且具有極大的經濟性,目前已經有很多的研究機構開始將其應用在工業的廢水處理中。在26MPa的壓力下,溫度為500℃的條件下,使用超臨界水氧化技術對含氯的廢棄物進行處理,能夠達到99.55%的去除率?!?/span>

                2.4 超臨界水氧化處理含油的有機廢水

                石油化工企業在對石油進行精煉的過程中容易產生高濃度的含油有機廢水,可以使用超臨界水氧化對含油的廢水進行氧化降解。實驗證明,使用超臨界水氧化對含油的廢水進行處理,去COD的去除率能夠達到95%以上,隨著反應溫度以及停留時間的不斷增加,有機廢水的去除率效果越好,在處理的過程中,壓力對含油有機廢水的處理影響較小。使用超臨界水氧化對含油泥污進行實驗研究,能夠有效的去除含油泥污中的原油,達到95%以上的去除率,隨著溫度的不斷增加,原油的去除率效果更加明顯?!?/span>

                3、結束語

                超臨界水氧化在工業廢水處理中應用較為廣泛,是一種新型的綠色環保技術,應用潛力較高。在處理高濃度、難降解的有機廢棄物時,具有極好的去除效果,隨著技術的不斷成熟,超臨界水氧化的應用范圍越來越廣泛,但是在使用超臨界水氧化技術進行廢水處理的過程中仍然存在很多的問題,需要在技術上繼續增強,使用耐高壓耐腐蝕的材料作為反應容器,降低腐蝕效果,在保護環境方面發揮出更多的作用。


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