【hbtysb.cn武漢純水設備】社會的發(fā)展不斷進步，帶動了我國對各項化工產(chǎn)品的需求，因此，全國各地的大中小型化工也不斷涌現(xiàn)出來，大大滿足了人們對各類化工產(chǎn)品的需求。但是由此帶來了大量的難降解、高濃度有機化工廢水，該類廢水單獨使用生物法或物化法等“常規(guī)”方法通常難以有效處理，且處置成本高，污染問題也成為迫在眉睫需要解決的問題。

超臨界水氧化技術(shù)應用于環(huán)境污染治理，是近些年興起的一種新型高效的處理技術(shù)，在處理各種難降解、高濃度廢水和污泥、危險廢物等方面已取得了較大的成功。

1.超臨界水氧化技術(shù)原理

超臨界水氧化技術(shù)（SuperCritical Water OxidationSCWO），是美國學者Modell上世紀八十年代中期提出，當水處在22.1MPa和374℃以上時，即呈現(xiàn)超臨界狀態(tài)，物理性能發(fā)生激烈變化，關(guān)鍵時刻氫鍵消失，水變得類似于中等極性的溶劑，在超臨界水中有機污染物和氣體完全溶解，消除了傳質(zhì)阻力，當一定量的氧加入到有機污染水中，在高溫高壓氧化反應器經(jīng)過30~60秒的時間發(fā)生快速的氧化反應（>99.999 %），該氧化反應是放熱的。武漢工業(yè)純水處理設備有機污染物被氧化生成無機鹽沉淀下來，同時，生成CO2和水，事實證明，有機物的總破壞效率大于99.99%+，出水COD小于5ppm，處理后的水完全能滿足排放標準。

比較典型的超臨界水氧化反應機理為在濕式空氣氧化、氣相氧化的基礎上的自由基反應機理。

2.超臨界水氧化技術(shù)的應用

2.1 在芳香族有機廢水處理上的應用

使用超臨界水氧化技術(shù)對水中含有苯酚的廢水進行處理，研究結(jié)果表明，超臨界水氧化反應能夠在很短的是時間內(nèi)達到95%以上的脫酚率；隨著反應溫度的升高，轉(zhuǎn)化率也會隨之升高；在同樣的反應條件下，硝基苯的轉(zhuǎn)化率沒有苯酚的轉(zhuǎn)化率高，停留時間的變化會對硝基苯的轉(zhuǎn)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(nèi)就可以達到95%以上的去除率，而且苯酚氧化中間所產(chǎn)生的產(chǎn)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(xù)反應裝置能夠有效地證明使用超臨界水氧化技術(shù)可以很好地處理高質(zhì)量地含苯胺廢水，同時也能夠分解小分子化合物。

2.2 在造紙廢水處理上的應用

有研究應用表明，在反應溫度500℃，壓力為300MPa，停留時間為120S的超臨界狀態(tài)下，造紙廢水中的有機物能夠被一次性氧化降解為CO2和H2O。原水CODcr濃度為80000mg/L，最終出水為640mg/L。去除率達到了99.2%，處理后的水符合回收再利用的要求。

2.3 在含氯有機廢水中的應用

二氧雜芑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(shù)對此類有機廢棄物進行處理，發(fā)現(xiàn)與其他的處理技術(shù)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(jīng)濟性，目前已經(jīng)有很多的研究機構(gòu)開始將其應用在工業(yè)的廢水處理中。武漢實驗室純水處理設備在26MPa 的壓力下，溫度為500℃的條件下，使用超臨界水氧化技術(shù)對含氯的廢棄物進行處理，能夠達到99.55%的去除率。

2.4 在含氮有機廢水中的應用

在化工領(lǐng)域中，有很多含氮的有機廢物，比如尿素廢水、硝基苯廢水等，這類廢水難以降解，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(huán)境造成嚴重的污染，處理含氮的有機廢物是環(huán)境保護的重要工作之一， 通過超臨界水氧化技術(shù)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(chǎn)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(jīng)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(jīng)過10min的反應，去除率達到99%。

2.5 在含油有機廢水中的應用

石油化工企業(yè)在對石油進行精煉的過程中容易產(chǎn)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。

2.6 在多氯聯(lián)苯廢水中的應用

使用超臨界水氧化技術(shù)對多氯聯(lián)苯廢水進行處理，溫度對于去除率的影響最大，當條件超過500℃時，多氯聯(lián)苯的破壞率能夠達到99.99%以上。使用連續(xù)流系統(tǒng)對超臨界水氧化處理有機廢水進行研究，其中有機碳的含量為33000mg/L，在有機廢水中也有很多的有害物質(zhì)，比如六氯環(huán)己烷、鄰二甲苯以及甲基乙基酮等。武漢反滲透純水處理設備對此有毒的物質(zhì)進行實驗，當溫度超過550℃時，有機碳的破壞率達到99.8%，而且所有的有機物都會轉(zhuǎn)換成無機物或者二氧化碳，對二噁英進行超臨界水氧化處理，使用連續(xù)流系統(tǒng)，在600℃的溫度條件下，壓力為25.6MPa下，廢水中的OCDBD 的破壞率能夠達到99.9%。

2.7 其他應用

①              生化、劇毒生化制劑的銷毀。

②              航天火箭、導彈推進劑有毒物質(zhì)的分解。

③              脫色污泥、填料回收和廢催化劑回收貴金屬。

④              清潔再生能源發(fā)電：SCWO是一個氧化放熱反應，在處理廢水的同時，可以產(chǎn)生大量的熱蒸汽。

⑤              城鎮(zhèn)生活污水中污泥的處理，有機污泥被完全破壞，無機物可做無害化處理，可用于混凝物或磷酸鹽的原料。

⑥              一噸COD將產(chǎn)生4,200 kwh的熱能，大約25%的這種能量可以轉(zhuǎn)換成電能，在污水污泥1干噸將生成大約1兆瓦小時的電力或3.6兆瓦小時的熱能。

⑦              連接超臨界發(fā)電機組即可用來發(fā)電，是一種新興的變廢為寶的清潔再生能源，受到歐美日發(fā)達國家的普遍重視。

3.技術(shù)突破點

3.1 基礎數(shù)據(jù)不足

超臨界水氧化中的相平衡數(shù)據(jù)不足，無法對超臨界水氧化的中間產(chǎn)物進行分析，只能通過推測的方法對中間反應進行判斷。武漢EDI純水處理設備如果數(shù)據(jù)充足的情況下，可以對中間反應進行控制，從而有效的解決上述中提到的腐蝕問題或者是管道堵塞問題。

3.2 腐蝕、鹽的沉積

在處理廢水的過程中，酸、堿等都會加速超臨界水氧化處理容器的腐蝕，沒有任何一種材料在超臨界水氧化的狀態(tài)下能夠經(jīng)受住腐蝕的影響。

解決方法：改進反應器的材質(zhì)，使用特殊的材料進行改進，比如鈦-鎳合金，這種特殊的材料能夠達到一定的耐腐蝕效果，用這種耐腐蝕的合金材料作為反應設備，能夠保證水質(zhì)的質(zhì)量；同時也可以使用陶瓷類或者金剛石作為冷卻器的內(nèi)壁材料，還可以對反應材料的性質(zhì)進行改進，比如將改變物料的pH值。對催化劑進行改進也是解決腐蝕問題的重要方式，在氧化的過程中，材質(zhì)產(chǎn)生的無機鹽造成的沉淀容易造成設備管道的堵塞，需要及時進行處理，才能夠保證設備的正常運行。

超臨界水氧化技術(shù)發(fā)展遭遇了一些技術(shù)挑戰(zhàn)，主要是鹽酸、硫酸等的腐蝕和鹽類的沉積。目前國際上對于腐蝕和鹽沉積問題也正在逐步開展研究，可以預見，隨著人類文明的進步，利用超臨界水氧化這種潔凈、安全、節(jié)能、高效、高品質(zhì)的綠色環(huán)保技術(shù)，將是未來工業(yè)化應用的主流之一。