难降解有机污水的超临界水氧化技术

第32卷第7期2OO9年7月I|c绣尉般Envir0砌entalScience&TechnologyVo1．32No．7Ju1．2O09难降解有机污水的超临界水氧化技术梁新，徐敏强。，李伟然。，王三保。(1．郑州轻工业学院河南省表界面科学重点实验室，河南郑州450002；2．郑州大学化学工程学院，河南郑州450002)摘要：超临界水氧化技术(scwO)是一种新型的有机废水处理技术，具有反应速率快、处理效果好、不形成二次污染和去除效率高等优点。文章介绍了超临界水的杼l生和国内对难降解有机污水的超临界氧化处理试验成效，反应系统材料腐蚀研究，催化剂开发研究，并指出了国内技术开发面临的突出问题。关键词：污水；超临界水氧化技术；高浓度中图分类号：x7O3文献标志码：A文章编号：10O3—65o4(2【)【19)07一O163一【)4SupercriticalWater0xidati0nf0rTreatment0f0rganicWastewaterwi廿lP0OrBiOchemicalDegradatiOnIJANGx．n，xuM—qiaIl，uwei—ra，wANGsan_bao2(1．KeyLaboratoryofsurfacefdndInterfacescienceofHenaIlPmvince，ZhengzhouuniversityofLitIndusⅡy，Zhengzhou450H0O2，China；2．sch0olofChemicalEngineng，zhengzhouuIliversiIy，ZhengrZhou45o002，China)Abstract：Supercdtica1wateroxidation(SCW0)isanew七echno1ogyf0rtreatmentoforganicwastewa亡erwimcharac亡eristicsoffastreactionrate，nonewp0llutionandhi曲re】noVa1efflciency．Charrdcteristicsofsuperflcialwateraswel1asresuhsofSCW0仃eatmentofrefract0Drtodegradationo唱icwastewacerwithhi曲concentrationwerein廿oduced，aIldmaterialcorrl0sionofrerdct0randdevelopment0fcatalystwerereViewed．ProblemsduringR＆D0fSCWOwerealsopmp0sed．Keyw0rds：wastewater；supercriticalwateroxidation(scw0)；highconcen仃ati0n当前，水资源污染是世界各国面临的急需解决的问题之一，水中的污染物，尤其工业生产中排放的高浓度有机污染物和有毒有害污染物，种类多、危害大，有些污染物难以生物降解且对生化反应有抑制和毒害作用。比较典型的污水，如含苯酚污水、含二甲基甲酰胺污水、含丙烯腈污水、含苯胺污水等等。由于污水中污染物含有苯环结构、偶氮基团、硝基等多种取代基团，结构复杂，这些工业废水中污染物组分复杂，高浓度难降解有机废水中的有害物质使得微生物难以正常工作，甚至中毒死亡，从而使这些污水不能通过常规的生化处理方法处理。这些高浓度难降解的污水一般运用高级氧化技术(又称深度氧化技术)处理。高级氧化技术是运用氧化剂、电、光照、催化剂，在反应中产生活性极强的自由基(如·OH等)，使难降解有机污染物开环、断键、加成、取代、电子转移等，大分子难降解有机物转变成易降解小分子物质，甚至直接生成co2和0，达到无害化目的。目前的高级氧化技术主要有湿式(催化)氧化、超临界水(催化)氧化、光化学(催化)氧化昀、化学(催化)氧化用。其中，超临界氧化技术具有污水氧化彻底、所需时间短、能实现高度的深度氧化等优点，被视为很有前途的化学高浓有机污水处理技术。本文从超临界水的物性、国内研究超临界水氧化处理高浓有机污水的成效、材料开发、催化剂开发、反应器开发所采用的装置和几个方面进行阐述，并提出了该技术的研究开发面临的难题，以期为后续的研究开发提供基础。1超临界水的物性和超临界水氧化技术优点1．1超临界水的物性超临界水指的是温度、压力超过其临界状态(374．3℃，P=22．05MPa)的水。水和其他介质一样，当超过临界状态后，物理性质发生了突变。超临界水中的氢键虽然仍然存在，但有明显的降低同；其密度受到温度和压力的双重影响，在0．1一O．9之间波动，总体上介于液态和气态之间；其介电常数明显降低，在常温下，水的介电常数较高，如在标准状态下为78．5，在400℃、41．5MPa，为l0．5，在600℃、24．6MPa时则下降到1．2；水