【集萃網(wǎng)觀察】超臨界水氧化法(SCWO)是一種新興高效的廢物處理方法。超臨界水是指溫度大于等于374.2℃，壓力大于等于22.1MPa的氣、液臨界狀態(tài)的水，它的密度、離子積、介電常數(shù)、粘度等物性也與常態(tài)有很大差別。這種狀態(tài)的水表現(xiàn)出許多獨特的性質(zhì)，如對于有機(jī)物的高溶解性和對于鹽類的低溶解性，各種氣體如O、Nz、COz均能與水完全混溶，且溶解能力對溫度、壓力的變化極為敏感，易于工業(yè)調(diào)節(jié)。
在氧存在的條件下，廢水進(jìn)入SCWO裝置后，有機(jī)物被氧化而得到處理。SCWO法具有不使用催化劑，在均相下反應(yīng)速度快，氧化分解徹底，處理效率高，過程封閉性好等特點。當(dāng)廢水中有機(jī)物濃度大于20時，可利用反應(yīng)放出的熱維持過程的熱平衡，節(jié)省能源，處理復(fù)雜體系時更具優(yōu)勢。
向波濤等人的研究表明，SCWO法可將硫離子高效去除，增加反應(yīng)空時、壓力和氧硫比可顯著提高硫的去除率。
采用SCWO法處理廢水對設(shè)備材質(zhì)要求較高(尤其高溫耐腐蝕方面的要求)。另外，因為鹽在超臨界水中的低溶解性，含鹽廢水在處理中易發(fā)生鹽析出沉淀，導(dǎo)致反應(yīng)器堵塞。目前由于缺乏反應(yīng)的基礎(chǔ)實驗數(shù)據(jù)，SCWO法仍處于研究階段。盡管如此，由于SWCO法在廢水處理中表現(xiàn)出的優(yōu)良特性，在含硫廢水處理中具有良好的應(yīng)用前景。
超臨界水氧化法處理原理
超臨界水是指在溫度和壓力分別超過臨界狀態(tài)溫度374℃和臨界壓力22MPa時水處于超臨界狀態(tài)。在超臨界狀態(tài)下，水就會處于一種既不同于氣態(tài)，也不同于液態(tài)和固態(tài)的新的流體態(tài)一超臨界狀態(tài)，水的許多性質(zhì)都發(fā)生很大的變化。在室溫下，水因分子間存在大量氫鍵而具有較高的介電常數(shù)，而在超臨界狀態(tài)下，水的密度很低，氫鍵不存在或只有少量殘存的氫鍵，所以，超臨界水具有低的介電常數(shù)、高的擴(kuò)散性和快的傳輸能力。這些性能的極大變化使超臨界水具有很好的溶劑化特征，可與戊烷、苯、甲苯等有機(jī)物以任意比例相混溶，同時，一些只能少量溶于普通水的氧氣、空氣、氫氣和氨氣等也可以完全溶于超臨界水中。
由于超臨界水對有機(jī)物和氧氣都是極好的溶劑，因此，有機(jī)物的氧化可以在富氧的均一相中進(jìn)行，反應(yīng)不會因相間轉(zhuǎn)移而受限制。同時，高的反應(yīng)溫度(建議采用范圍為400-6001℃)也使反應(yīng)速度加快，可以在很短時間內(nèi)有效的破壞有機(jī)物結(jié)構(gòu)。
超臨界水氧化法可用于各種有毒有害廢水、廢物的處理，對于大多數(shù)難降解有機(jī)物均能有很高去除率。有試驗表明，有機(jī)碳含量在27000～33000mg/L之間的有機(jī)廢水經(jīng)超臨界水氧化法處理，有機(jī)碳的破壞率超過99.97%，并且所有有機(jī)物都轉(zhuǎn)化為二氧化碳和無機(jī)物。
其它氧化法
除以上介紹的幾種氧化法，已應(yīng)用于工程實際的還有臭氧氧化法。臭氧是很強(qiáng)的氧化劑，可以很快將硫化物轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫或硫酸鹽。臭氧在水溶液中不穩(wěn)定，必須現(xiàn)場制備，而且其成本很高，目前加拿大等國已有工程實踐應(yīng)用的報道。張小軍等人提出利用亞硫酸鹽作氧化劑，在酸性條件下氧化處理制藥廠的高濃度含硫廢水，工程應(yīng)用良好。光化學(xué)法、相際催化處理法等處理含硫廢水的試驗研究也在進(jìn)行中，但尚未有工程應(yīng)用的實例。
來源: 印染在線
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