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超临界水氧化技术在环境保护方面的应用(杭州超临界设备专业生产厂家)
发布时间:2015/8/22 17:49:05 点击:

超临界水氧化技术(Supercritical Water Oxidation,简称SCWO)是一种新兴的有机废物和废水处理技术。该技术在20世纪80年代中期由美国学者Modell提出。

1、超临界水氧化的简易工艺流程 

首先,用污水泵将污水压入预热器预热,在此与一般循环反应物直接混合并加热提高温度后进入反应器,再用压缩机将空气或氧气增压打入反应器。有害有机物与氧在超临界水中迅速反应使有机物完全氧化,如有机物浓度足够,氧化释放出的热量足以将反应器内的所有物料加热至超临界状态,在均相条件下使有机物进行反应。离开反应器的物料冷却后进入分离器,在此将反应中生成的无机盐等固体物料从流体相中沉淀析出。

2、超临界水氧化在环保方面的应用

从理论上讲,SCWO技术适用于处理任何含有机污染物的废物:高浓度的有机废液、有机蒸汽、有机固体、有机废水、污泥、悬浮有机溶液或吸附了有机物的无机物。SCWO技术在很短的时间内将难降解的、危险的有机物彻底转化为CO2和H2O,将氮转化为N2或N2O等无害物质,将水体中的磷、氯、硫等元素氧化,以无机盐的形式从超临界水中沉积下来,实现有机有毒污染物的无害化。

3、超临界水氧化的优点

与传统处理生活、工业废物的各种技术相比,SCWO法具有以下突出的优点:(1)有机组分在适当的温度、压力下能被完全分解成CO2、H2O、N2、SO42-等无机组分,分解率可达99%以上,无中间产物,无二次污染;(2)适用范围广,可用于处理各种有毒难降解有机物;(3)氧化反应为均相反应,反应速度快,停留时间短(<1min);(4)反应为放热反应,在有机物含量>2%时,可依靠反应自身的氧化放热来维持反应的进行;(5)无机组分和盐类在超临界水中的溶解度极低,使反应过程中的分离变得容易。

4、超临界水氧化存在的问题

(1)设备的腐蚀:由于超临界水氧化反应的高温、高压、强氧化、酸性气氛等条件,而且设备接触的对象都是各种废水,成分极其复杂,设备材料在高温高压下极易腐蚀,高浓度的高浓度的溶解氧、低PH值及一些无机离子均可使设备腐蚀加剧,要解决腐蚀问题,首先须解决反应器内胆材料的耐腐蚀性能。在反应器材质方面,需要用钛–镍合金等特殊材料制造反应设备;(2)管道堵塞问题:在超临界水氧化过程中,废水中的有害有机物均溶解在超临界水中被迅速氧化,废物中的C、H元素转化为CO、H2O、CO2等无毒的物质,C1、P、S和金属元素化合成盐析出。由于无机盐在超临界水中的溶解度很小,所以在超临界水氧化过程中会有盐沉淀析出。这些盐的粘度很大,会导致换热率降低,增加系统压降,严重时会造成反应器堵塞,因此需要定期用酸进行清洗。(3)热量传递问题:超临界水氧化反应处理前后,水的物理、化学性质变化很大,在超临界水氧化过程中也必须考虑临界点附近的热量传递问题。在超临界状态下,水的运动粘度很低,温度升高时对流增强,因此反应器中主要以对流传热为主,若有良好的传热条件,可促进反应进行,提高反应效率。此外,SCWO的高温、高压条件所带来的高能耗、高投资问题也急需解决。

超临界水氧化技术是一种有效的废水处理技术,在处理工业污水、城市污水、有机固体废弃物方面发展潜力很大,尤其对高浓度、成分复杂的有机废水和污泥的处理具有潜在的使用价值和广阔的应用。作为一种对环境友好的废水处理技术,尽管SCWO的有效性和优越性无可置疑,其应用基础已经基本形成,但要使其从实验室走向工业化,仍有许多技术上的难题,如盐沉淀、腐蚀及对设备要求高等。相信随着科学技术的发展,该方法必将得到广泛的应用。

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