高鹽廢水解決方案

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高鹽廢水解決方案范文第1篇

關(guān)鍵詞：超臨界水氧化；環(huán)保；水處理；應(yīng)用

在高壓以及高溫的條件下，廢水中的有害物質(zhì)能夠與氧氣(O2)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終生成無(wú)毒害作用的二氧化碳(CO2)、水(H2O)等物質(zhì)，這既是超臨界水氧化技術(shù)的基本原理，它實(shí)現(xiàn)了廢水處理、資源優(yōu)化利用等目的，對(duì)社會(huì)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。

一、概述

當(dāng)今社會(huì)，造紙、制藥等工業(yè)廢水的處理一直是困擾人們的一大難題，快速發(fā)展的各種工業(yè)為人們帶來(lái)豐富利潤(rùn)的同時(shí)，也使人們不得不面對(duì)嚴(yán)重的環(huán)保問(wèn)題，尤其是對(duì)于大多數(shù)的化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，水污染情況十分嚴(yán)重，嚴(yán)重危害了自然界中植物、動(dòng)物的生存，也時(shí)時(shí)刻刻威脅著人類的生命健康。20世紀(jì)中后期，美國(guó)學(xué)者M(jìn)odell率先提出了超臨界水氧化技術(shù)，很快就受到了有關(guān)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，超臨界水氧化技術(shù)對(duì)水的凈化過(guò)程用時(shí)短，而且凈化的十分徹底，不需要二次凈化，整個(gè)凈化過(guò)程是在密封環(huán)境下進(jìn)行，占用的空間較小，突破了傳統(tǒng)催化氧化、濕式氧化、濕式催化氧化、焚燒等方法的局限，對(duì)一些難降解的持久性污染物也有很好的凈化效果，在以后的發(fā)展中，超臨界水氧化技術(shù)是否能夠迅速取代傳統(tǒng)的水資源凈化手段，還有待有關(guān)領(lǐng)域進(jìn)一步探索和研究，本文的觀點(diǎn)可供參考。

二、超臨界水氧化技術(shù)

(一) 超臨界水的性質(zhì)

在正常條件下，水的臨界溫度為374.3℃，水的臨界壓力為22.05Mpa，一旦水溫和水壓升到了臨界標(biāo)準(zhǔn)以上，水就會(huì)處于超臨界狀態(tài)，如圖1所示。

圖1：水的狀態(tài)

一般情況下，水屬于一種極性容劑，介電常數(shù)會(huì)隨著水溫的增高而下降，會(huì)隨著水密度的升高而升高，它能夠溶解大多數(shù)的電解質(zhì)，不過(guò)，水對(duì)氣體以及有機(jī)物的溶解能力十分有限。超臨界水與常規(guī)的水相比，各方面性質(zhì)都有很大的不同，其介電常數(shù)與極性有機(jī)物在常規(guī)狀態(tài)下的介電常數(shù)極其相似，其溶解的離子也大多都表現(xiàn)為離子對(duì)，因此，超臨界水更趨向于非極性溶劑，對(duì)于有機(jī)物也有很好的溶解作用。

(二) 反應(yīng)機(jī)理

有機(jī)物與超臨界水不僅會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，還會(huì)發(fā)生熱解、水解等化學(xué)反應(yīng)，碳、氫、氧等元素經(jīng)過(guò)氧化反應(yīng)之后最終生成二氧化碳和水，氮、硫、磷等元素經(jīng)過(guò)氧化反應(yīng)后最終生成二氧化碳和水的同時(shí),氮元素會(huì)轉(zhuǎn)化成氮?dú)? 硫元素會(huì)轉(zhuǎn)化成硫酸鹽，磷元素則會(huì)轉(zhuǎn)化成磷酸鹽。

自由基(R)的產(chǎn)生機(jī)制十分復(fù)雜，首先：

RH + O2 R + H2O

RH + H2O R + H2O2

而過(guò)氧化氫(H2O2)則又會(huì)分解為羥基：

H2O2 + M 2HO

其中，M即代表均質(zhì)或者非均質(zhì)，羥基還能夠與氫化物發(fā)生反應(yīng)：

RH + HO R + H2O

自由基可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧化自由基：

R + O2 ROO

氧化自由基又可以與氫原子進(jìn)行反應(yīng)，生成過(guò)氧化合物：

ROO + HR ROOH + R

綜上所述，最終過(guò)氧化合物分解為若干小化合物，進(jìn)而產(chǎn)生甲酸和乙酸，甲酸和乙酸經(jīng)過(guò)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒害的二氧化碳和水。

在超臨界水氧化處理中，一些典型污染物的降解率如表1所示。

表1：在超臨界水氧化處理典型污染物的降解率

(三) 反應(yīng)流程

超臨界水氧化反應(yīng)的基本流程大致如圖2所示。

圖2：超臨界水反應(yīng)流程

在超臨界水氧化過(guò)程中，氧、水、污染物均是在壓力25Mpa，溫度400℃以上的環(huán)境中進(jìn)行互溶，化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量可使溫度上升到600℃以上，在極短的時(shí)間里，絕大多數(shù)的有機(jī)物就會(huì)轉(zhuǎn)化成二氧化碳、水、氮?dú)獾任镔|(zhì)，加入堿之后，其他原子也會(huì)以鹽的形式沉淀出來(lái)。

三、超臨界水氧化在環(huán)保的水處理中的應(yīng)用

實(shí)質(zhì)上，超臨界水氧化即是水在超臨界狀態(tài)下進(jìn)行的濕式氧化反應(yīng)，它可以充分的使氧氣融入到反應(yīng)過(guò)程當(dāng)中，也不存在氣體液體相互轉(zhuǎn)化的問(wèn)題。近年來(lái)，人們大力提倡廢物優(yōu)化處理以及綠色資源，各國(guó)都相繼開(kāi)發(fā)了各種廢水處理技術(shù)，由于超臨界水氧化技術(shù)具有成本低、效率高等特點(diǎn)，在城市環(huán)保水處理活動(dòng)中被廣泛運(yùn)用。

采用超臨界水氧化技術(shù)處理高濃度發(fā)酵廢水時(shí)，在440℃的高溫，24Mpa的壓力下，COD的消除率可達(dá)到99%以上。而采用超臨界水氧化技術(shù)處理乙酞螺旋霉素廢水時(shí)，在440℃的高溫，24Mpa的壓力下，COD的消除率可達(dá)85%以上。

工業(yè)廢水是我國(guó)廢水的主要部分，超臨界水氧化技術(shù)的應(yīng)用可以把工業(yè)廢水的毒害物質(zhì)消除，進(jìn)而把大量的工業(yè)廢水轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵥Y源，既實(shí)現(xiàn)了環(huán)保的目的，同時(shí)又解決了水資源缺乏的情況。例如，造紙廠的廢水中有大量的纖維物質(zhì),在一定的溫度下可以發(fā)生裂解，進(jìn)而生成一氧化碳、二氧化碳等物質(zhì)，采用超臨界水氧化技術(shù)處理造紙廠廢水時(shí)，在380℃高溫，2310Mpa壓力下，隨著過(guò)氧化氫劑量的增加，廢水中的有機(jī)碳等物質(zhì)可以有效的去除，去除率能夠從66%左右上升到98%以上，而且，超臨界水氧化技術(shù)處理造紙廠廢水的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱能，這些熱能一旦回收利用，帶來(lái)的效益也將十分豐富。

有研究證實(shí)，采用超臨界水氧化技術(shù)處理污水剩余污泥，以及造酒廠廢水，氧化劑依然選用過(guò)氧化氫，經(jīng)過(guò)氧化處理后，異味消失。究其根本，這是因?yàn)檫^(guò)氧化氫可以完全氧化有機(jī)碳，由此可見(jiàn)，超臨界水氧化處理技術(shù)的另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)就是它能夠處理含有多種有機(jī)物的難降解廢水。

總而言之，超臨界水氧化處理技術(shù)在廢水凈化處理方面彰顯了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，在環(huán)保水處理工作中，值得我們應(yīng)用和改進(jìn)。

結(jié)束語(yǔ):

隨著我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化事業(yè)的不斷推進(jìn)，新時(shí)期、新時(shí)代對(duì)能源的要求越來(lái)越高，尤其對(duì)于水資源而言，它是人們賴以生存的資源，健康新能源的理念要求我們必須做好水資源的處理與利用，超臨界水氧化技術(shù)能夠有效的對(duì)各種廢水進(jìn)行處理，進(jìn)而獲得清潔的水資源，它的存在和發(fā)展有利于生態(tài)平衡，有利于節(jié)約資源，更有利于人類社會(huì)的進(jìn)步，在以后的發(fā)展中，全世界各國(guó)人們勢(shì)必會(huì)不斷完善科學(xué)技術(shù)，使廢水處理技術(shù)更加完備，為子孫后代留下寶貴財(cái)富，造福千秋萬(wàn)代。

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