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超臨界水氧化技術(shù)在廢水處置、清潔生產(chǎn)以及工業(yè)應(yīng)用方面管理效果良好，而且具有一定的環(huán)保功用。水的超臨界區(qū)域在臨界溫度與臨界壓力之上，與普通的水體相比，超臨界水體是一種非極性的物質(zhì)，有較好的溶解性，傳輸性能良好。在超臨界水中，極性和非極性物質(zhì)都可以互溶，空氣、氧氣也可以用設(shè)定的比例在超臨界水中實現(xiàn)互溶，但是無機鹽在超臨界水中則無法溶解。本文將重點引見超臨界水樣技術(shù)在廢水處置中的詳細應(yīng)用。

　　1、超臨界水氧化的工作原理

　　1.1 超臨界水的性質(zhì)

　　水的狀態(tài)有蒸汽、液態(tài)和冰，有時還稱水為極性溶劑，合適溶解電解質(zhì)，還包括鹽類的電解質(zhì)，對氣體、非極性有機物會發(fā)作不溶狀況，有時可能也會存在微溶，在常溫的狀態(tài)下，水的密度不會隨著壓力的變化而有所改動，假如將水的溫度和壓力升高到一定的臨界點，比方臨界溫度為374.3℃，壓力在22MPa以上，則水的密度、常數(shù)以及相應(yīng)的擴散系數(shù)也會隨著臨界的性質(zhì)發(fā)作一系列的變化，水將會處于一種超臨界狀態(tài)，不同于固態(tài)，也不同于固態(tài)，這種狀態(tài)下，被稱為超臨界水。超臨界水與普通的水相比，具有很多共同的化學(xué)性質(zhì)，比方水分子極性低，介電常數(shù)也較低，大多數(shù)的氣體都可以與超臨界水發(fā)作互溶。如表1所示。

　　1.2 超臨界水氧化的原理與反響機理

　　1.2.1 超臨界水氧化的原理

　　依據(jù)表1所示，有機物和氣體都可以與超臨界水發(fā)作互溶，因而有機物的氧化是在富氧的均一相中停止的，不會遭到其他條件要素的限制。反響的溫度普通在500℃上下，可以在很短的時間里到達很高的毀壞效果，在氧化的過程中會釋放很大的熱量，一旦發(fā)作反響，則不需求外界的能量，用化學(xué)公式表示反響的過程為：酸+NaOH→無機鹽。

　　1.2.2 超臨界水氧化的反響機理

　　普通的反響鼓勵為自在基，產(chǎn)生的自在基反響理論是由氧氣有機物分子中的C-H產(chǎn)生。

　　其中M為反響體系中的介質(zhì)。過氧化物普通會合成成較小的化合物，這種斷裂會加速，直到團結(jié)成甲酸和乙酸，然后被氧化成CO2和H2O。

　　2、超臨界水氧化技術(shù)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：將等候處置的廢水，經(jīng)過高壓泵加壓的方式停止壓力的設(shè)定，壓力要在水的臨界壓力之上，然后再經(jīng)過加熱器停止加熱到一定的溫度，到達水的臨界溫度，添加氧化劑，在超臨界水氧化反響器中停止氧化。當處置的廢水中含有的有機物在超臨界的條件下發(fā)作混合，成為了均一相，將會在反響器中疾速的發(fā)作反響，并將反響器中的有機污染物停止合成，合成成小的分子產(chǎn)物。經(jīng)過超臨界水氧化反響器處置的廢水，經(jīng)過換熱器停止熱量的回收，然后停止別離處置，達標后能夠停止排放，再依據(jù)消費的過程，依據(jù)需求停止回收運用。超臨界水氧化技術(shù)與傳統(tǒng)的廢水處置技術(shù)相比，處置的效率快，反響時間疾速，氧化的效果較好;能夠堅持自然的反響，當有機物濃度到達2%時，反響器依然能夠停止自在運轉(zhuǎn)，這樣的運轉(zhuǎn)方式可以節(jié)約水資源，并且還能夠停止回收應(yīng)用;在密封的容器中停止廢水處置，不會對環(huán)境形成二次污染;應(yīng)用范圍十分普遍，可以對一切的有機廢氣停止處置;處置的構(gòu)造簡單，占用面積較小，在工業(yè)廢水處理應(yīng)用中可以降低場地占用，儉省本錢，維修本錢低，具有較好的經(jīng)濟性;還能夠?qū)Ω邼舛鹊亩趸纪Ｖ顾鸭?，完成資源再應(yīng)用。

　　3、超臨界水氧化技術(shù)在廢水處置中的應(yīng)用

　　3.1 超臨界水氧化技術(shù)處置芳香族有機物廢水

　　運用超臨界水氧化技術(shù)對不同的廢水停止處置，比方水中含有苯酚的廢水，研討結(jié)果標明，超臨界水氧化反響可以在很短的是時間內(nèi)到達95%以上的脫酚率[6];隨著反響溫度的升高，轉(zhuǎn)化率也會隨之升高;在同樣的反響條件下，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。隨著反響溫度和壓力的不時增加，停留時間越長，則苯酚的去除效果越好，去除率越高;超臨界水氧化可以讓苯酚在很短的時間內(nèi)就能夠到達95%以上的去除率，而且苯酚氧化中間所產(chǎn)生的產(chǎn)量十分少;運用超臨界水氧化對二硝基重氮酚廢水停止處置，在最佳的條件反映下，溫度為600℃，時間不能超越3min，可以到達99%的去除效果，經(jīng)過色度除去效果為100%。運用連續(xù)反響安裝可以有效地證明運用超臨界水氧化技術(shù)能夠很好的處置高質(zhì)量的含苯胺廢水，同時也可以合成小分子化合物。

　　3.2 超臨界水氧化在含氮有機廢物中的應(yīng)用

　　在化工范疇中，有很多含氮的有機廢物，比方尿素廢水、硝基苯廢水等，這類廢水難以解說，而且在處置時較為艱難，假如處置不達標就停止排放，將會對環(huán)境形成嚴重的污染，處置含氮的有機廢物是環(huán)境維護的重要工作之一，經(jīng)過超臨界水氧化技術(shù)可以快速的處理這種廢水處置問題。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構(gòu)成小分子化合物，比方NO、NO2等。尿素廢水在高溫823.2K的條件下，經(jīng)過3min的反響，有機氮的去除率可以到達95%;硝基苯廢水在390℃高溫的條件下，經(jīng)過10min的反響，去除率到達99%。

　　3.3 超臨界水氧化在含氯有機廢物中的應(yīng)用

　　二惡英是含氯廢棄物中最難以降解和合成的有機物，且毒性較大，目前針對難以合成的有機廢棄物停止了大量的研討，在近年來運用超臨界水氧化技術(shù)對此類有機廢棄物停止處置，發(fā)現(xiàn)與其他的處置技術(shù)相比，可以處置的愈加徹底，并且沒有二次污染，且具有極大的經(jīng)濟性，目前曾經(jīng)有很多的研討機構(gòu)開端將其應(yīng)用在工業(yè)的廢水處置中。在26MPa的壓力下，溫度為500℃的條件下，運用超臨界水氧化技術(shù)對含氯的廢棄物停止處置，可以到達99.55%的去除率。

　　3.4 超臨界水氧處置多氯聯(lián)苯廢水

　　運用超臨界水氧化技術(shù)對多氯聯(lián)苯廢水停止處置，溫度關(guān)于去除率的影響最大，當條件超越500℃時，多氯聯(lián)苯的毀壞率可以到達99.99%以上。運用連續(xù)流系統(tǒng)對超臨界水氧化處置有機廢水停止研討，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)，比方六氯環(huán)己烷、鄰二甲苯以及甲基乙基酮等。對此有毒的物質(zhì)停止實驗，當溫度超越550℃時，有機碳的毀壞率到達99.8%，而且一切的有機物都會轉(zhuǎn)換成無機物或者二氧化碳，對二噁英停止超臨界水氧化處置，運用連續(xù)流系統(tǒng)，在600℃的溫度條件下，壓力為25.6MPa下，廢水中的OCDBD的毀壞率可以到達99.9%。

　　3.5 超臨界水氧化處置含油的有機廢水

　　石油化工企業(yè)在對石油停止精煉的過程中容易產(chǎn)生高濃度的含油有機廢水，能夠運用超臨界水氧化對含油的廢水停止氧化降解。實考證明，運用超臨界水氧化對含油的廢水停止處置，去COD的去除率可以到達95%以上，隨著反響溫度以及停留時間的不時增加，有機廢水的去除率效果越好，在處置的過程中，壓力對含油有機廢水的處置影響較小。運用超臨界水氧化對含油泥污停止實驗研討，可以有效的去除含油泥污中的原油，到達95%以上的去除率，隨著溫度的不時增加，原油的去除率效果愈加明顯。

　　4、超臨界水氧化處置過程中存在的問題與改良辦法

　　4.1 腐蝕問題

　　在處置廢水的過程中，酸、堿等都會加速超臨界水氧化處置容器的腐蝕，沒有任何一種資料在超臨界水氧化的狀態(tài)下可以禁受住腐蝕的影響，抗腐蝕性能極好的鈦也無法抵擋溫度超越400℃以上的硫酸腐蝕。在處置的過程中呈現(xiàn)腐蝕影響危害較多，會影響出水的質(zhì)量，長期下來還會毀壞壓力系統(tǒng)，影響壓力系統(tǒng)的正常運作。處理腐蝕問題的主要辦法就是要改良反響器的材質(zhì)，運用特殊的資料停止改良，比方鈦-鎳合金，這種特殊的資料可以到達一定的耐腐蝕效果，用這種耐腐蝕的合金資料作為反響設(shè)備，可以保證水質(zhì)的質(zhì)量;同時也能夠運用陶瓷類或者金剛石作為冷卻器的內(nèi)壁資料。除了對材質(zhì)停止改良，還能夠?qū)Ψ错戀Y料的性質(zhì)停止改良，比方將改動物料的pH值。對催化劑停止改良也是處理腐蝕問題的重要方式，在氧化的過程中，材質(zhì)產(chǎn)生的無機鹽形成的沉淀容易形成設(shè)備管道的梗塞，需求及時停止處置，才干夠保證設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

　　4.2 根底數(shù)據(jù)缺乏

　　超臨界水氧化中的相均衡數(shù)據(jù)缺乏，無法對超臨界水氧化的中間產(chǎn)物停止剖析，只能經(jīng)過揣測的辦法對中間反響停止判別。假如數(shù)據(jù)充足的狀況下，能夠?qū)χ虚g反響停止控制，從而有效的處理上述中提到的腐蝕問題或者是管道梗塞問題。

　　4.3 運轉(zhuǎn)本錢高

　　依據(jù)相關(guān)調(diào)查，運用超臨界水氧化對1t污染物停止處置，本錢可以到達350美圓。氧化劑的費用較高，同時抗腐蝕性的反響容器制造的費用也較高。

　　5、總結(jié)

　　超臨界水氧化在工業(yè)的廢水處置中應(yīng)用較為普遍，是一種新型的綠色環(huán)保技術(shù)，應(yīng)用潛力較高。在處置高濃度、難降解的有機廢棄物時，具有極好的去除效果，隨著技術(shù)的不時成熟，超臨界水氧化的應(yīng)用范圍越來越普遍，但是在運用超臨界水氧化技術(shù)停止廢水處置的過程中依然存在很多的問題，需求在技術(shù)上繼續(xù)加強，運用耐高壓耐腐蝕的資料作為反響容器，降低腐蝕效果，在維護環(huán)境方面發(fā)揮出更多的作用。