催化超临界水氧化技术处理香料废水研究_陈金华

催化超临界水氧化技术处理香料废水研究陈金华1马春燕1奚旦立1李琼2(1.东华大学环境科学与工程学院，上海201620;2.上海应用技术学院香料香精技术与工程学院，上海200235)摘要:采用催化超临界水氧化(CSCWO)技术对香料废水进行氧化处理，研究了催化剂浓度、反应温度、压力、停留时间等因素对废水COD、TN去除效果的影响。结果表明:在超临界水中添加Cu2+催化剂后有机物的去除效率与无催化剂时相比有显著的提高。香料废水中COD、TN的去除率随催化剂浓度、反应温度和压力的升高，停留时间的延长而提高。以Cu2+为催化剂，在反应压力为25MPa，温度为420～440℃条件下，反应时间只需50s左右，COD去除率可达到95%以上，显示出催化超临界水氧化技术的高效性。关键词:催化超临界水氧化;均相催化剂;香料废水;影响因素CATALYTICSUPERCRITICALWATEROXIDATIONPROCESSFORTREATINGTHEPERFUMEWASTEWATERChenJinhua1MaChunyan1XiDanli1LiQiong2(1.EnvironmentalScienceandEngineeringCollege，DonghuaUniversity，Shanghai201620，China;2.SpiceEssenceTechnologyandEngineeringCollege，ShanghaiAppliedTechnologyInstitute，Shanghai200235，China)Abstract:CatalyticSupercriticalwateroxidation(CSCWO)technologywasadoptedtotreatperfumewastewater.Effectsofthecatalystconcentration，reactiontemperature，reactionpressureandreactiontimeondegradationefficiencyofCOD，TNwereinvestigated.Theresultsindicatedthatinsupercriticalwater，theefficiencyofremovingorganicwasmuchbetterafteraddingmetalionssuchasCu2+catalysts.ThehigherremovalratesofCOD，TNwereobtainedathigherconcentrationofthecatalyst，highertemperature，higherpressureandlongerresidencetime.WithCu2+asthecatalyst，underproperreactionconditions(T=440℃，t=50s)，theremovalrateofCODcouldbeover95%，Itshowedthatcatalyticsupercriticalwateroxidationwasahigh-efficienttechnologyoftreatingperfumewastewater.Keywords:CSCWO;homogeneouscatalysts;perfumewastewater;influencingfactors0引言超临界水氧化技术是20世纪80年代初由美国Modell提出的一种能快速、彻底去除有机物的方法［1］。为了进一步加快反应速率、减少反应时间、降低反应温度，许多研究者［2-3］将催化剂引入SCWO，开发了催化超临界水氧化技术(CSCWO)。催化剂的引入降低了反应温度，提高了反应速率。由于水在超临界状态下的特殊性质，化学反应在均相中进行，大幅度提高了反应速率，可将废水中的有机物降解为CO2和H2O等小分子化合物［4-5］。催化超临界水氧化技术中常用的催化剂为MnO2、CuO、TiO2、CeO2、Al2O3、Pt或其中几种物质的混合物［6］。香料废水成分复杂，含有多种难氧化降解的有机污染物，可生化性差，因此本文选用CuSO4溶液提供的Cu2+作催化剂，对山东某香料生产企业的香料废水进行了催化超临界水氧化试验，研究了废水中有机物在超临界水中氧化降解的效果及其影响因素。1试验部分1.1试验装置超临界水氧化试验装置主要由废水罐、氧化剂罐、清水罐、柱塞泵、预热器、连续蒸发壁式反应器、冷凝器、背压控制系统及气液分离器组成。高压柱塞泵流量调节范围0～2L/h;预热器采用电加热高压盘管的方式加热，加热功率0.7kW;连续蒸发壁式反应器规格15mm×500mm。反应器的承压壁由含钛不锈钢制成，内衬微孔陶瓷管(9mm);背压控制系63环境工程2011