超临界水氧化法处理竹子溶解浆生产 废水 的实验研究

超临界水氧化法处理竹子溶解浆生产废水的实验研究马承愚超临界水氧化法处理竹子溶解浆生产废水的实验研究ExperimentalStudyonTreatmentofBambooSlurryManufactureWasteWaterbySupercriticalWaterOxidation马承愚姜安玺。彭英利。李芬。(1．东华大学环境科学与工程学院上海2ooo51)；(2．哈尔滨工业大学市政及环境工程学院哈尔滨15oo9o)；(3．石家庄开发区奇力科技有限公司石家庄050035)摘要介绍了利用目前国内最大超临界水氧化中试反应器(2．2L+1．7L)对竹子溶解浆生产废水进行处理的试验，其反应装置处理水量可以达到900~ll00L／d分析了超临界水氧化过程中不同反应温度、时阀、压力及其氧气浓度对该废水COD处理效率的影响。实验结果表明：在温度为5OO'C、压力为24MPa，氧化反应时间为60s时，其COD去除率达到99．2，氧化反应时间为90s时，其COD去除率达到99．95％处理后的排水能够达到国家规定的排放标准。同时对超临界水氧化反应过程中出现的反应机理及放热现象进行了探讨。关键词超临界水氧化竹溶解浆C0D高浓度有机废水AbstractTheexpeHmentstotreatBambooS1urryManufactureWastewaterwasdonebyusing2．2L+1．7LSupercriti—calWaterOxidationPilot—plant—scalereactorswhichisthebiggestoneinChinaatpresent．andthequantitycanmeet900L／a~I100U／d．TheCODtreatmentefficiencywasanalyzedinSCWOatdifferenttemperature，pressure-timeandoxygenconcentration．Theresultsshowed：whenreactiontemperatureiS500℃-thepressureis24MPa-oxidationtimeiS60seC—onds-CODrernovalratecanachieve99．2；andwhenreactiontimeiS90seconds-CODremovalratecanreach99．95．Effluentwaterqualitycanmeetthenationalwastewater-dischargingstandard．ThereactionmechanismandphenomenaofexothermicreactioninSCWOwerediscussed．KeywordsSupercriticaIWaterOxidation(SC＼／)BambooSlurry∞DHighConcentrationOrganicWastewater1引言超临界水氧化法(Supercriticalwateroxida—tion，scwo)处理有机废水可在高温高压条件下使有机污染物氧化成CO2和H。O，Cl和S等元素氧化成相应的盐类而分离沉淀出来。SCWO过程中，反应迅速、彻底。几乎所有的有机物都可以被氧化分解。超临界水氧化在某种程度上与燃烧过程相似，也称“热力火焰燃烧”(Hydrothermalflamesignition)[1]，释放出反应热。目前，国内开展SC—wO实验研究多采用(I~mm的不锈钢盘管作为反应器，虽然取得一些实验数据，但离实际运行毕竟存在着相当大的差距，而且反应器管道容易堵塞。收稿日期：20o6一O1—27作者简介：马承愚(1957一)．男，河北保定人，博士研究生。利用目前国内最大容积(2．2L+1．7L)的超临界水氧化中试装置嘲，对河北吉藁化纤厂竹溶解浆生产废水处理进行试验，对这一高浓度难降解有机废液进行处理，以寻找对该废水处理的高效可行方法，为工业化应用摄取设计参数。2试验装置及过程超临界水氧化法连续中试反应系统试验流程见图1，该中试装置废水处理能力为90O～l10OId，为目前国内最大容积SCWO反应装置。废水经污水筒1流入柱塞泵2，升压后进入热交换器3，预热后以一定的流量送人气液混合器4；来自氧气瓶9产生的高压氧气储存于储存罐lO中，经增压泵一37—维普资讯http://www.cqvip.com环境保护科学第32卷第6期2006年12月1．污水桶；2．计量柱塞泵}3．热交抉器}4．气液混合器}5．第一级加热反应器}6．第二级反应器}7．第一级分离器}8．第二级分离器}9．氧气钢瓶；10．气体储罐；l1．计量空气增压器；12．热电偶温度计}13．可控压力计；14．高频电加热套管；图1超临界水氧化试验流程升压后进入气液混合