超临界水氧化技术在处理废水中的研究与应用
催化超临界水氧化法处理HMX废水实验研究
图 ２ 压 力 对 Ｃ Ｄ ｒ 除 率 的 影 响 Ｏ 去 ｃ
由 图 ２可 以看 出 ， 同压 力 下 ， 不 出水 Ｃ Ｄ Ｏ 去 除
一
般认 为 ， 于 间歇式 反应器 而言 ， 温 度不 变 对 在
２ １ １ 实 验 结果 （ ．． 见表 ２ ）
表 ２ Ｓ ＷＯ处 理 后 Ｈ Ｃ ＭＸ废 水 中 Ｃ Ｄ Ｏ 值 及 其 去 除 率
时 ， 力升 高 ， 压 导致 水 密 度 增 加 ， 而 增 大 了 有机 物 从
超 临界水 氧化 技 术 处理 奥克 托 金 （ ＨＭＸ） 水 的可 废 行性 ， 讨论 了反应 温 度 、 反应 压力及 反应 时问等 因素 对处 理效果 的影 响 ， 测定 了 Ｈ Ｘ废 水 处理 前 、 水 Ｍ 后 中化 学需氧 量 （ Ｏ ） ， 算 了 Ｃ Ｄ Ｃ Ｄ，值 计 Ｏ 的去 除 率 ， 确定 了处理 的最佳 工 艺 条件 及 处 理 效果 ， 以期 使超
情况。
ｌ ０ ｏ ．
堡 ９ ９ ．
曩９ ９ ．
９． ９
口
９． ９
９ ． ９
２ １２ 极 差 分析 ．．
反应 时ｌ ， 司 ０
实 验 中 的 因素 之 间 有 一定 的相 互 影 响 ， 不 能 并 像 理想模 型 那样 单 独 对 某 一 因 素进 行 很 好 的控 制 ，
１ 实 验 部 分
本 文 拟 采 用 正 交 实 验 分 析 超 临 界 水 氧 化 法
（Ｃ Ｓ ＷＯ） 处理 Ｈ ＭＸ炸 药废 水 的最 佳 工 艺参 数 。为
了提高废水 中 Ｃ Ｄ Ｏ 去除率 ， 选择反应 温度 （ Ｔ＝
３ ０ｏ ４ ０ｏ 、 ８ Ｃ￣ ８ Ｃ） 反应压 力 （ ２ ａ ２ ａ 、 Ｐ＝ ３ＭＰ 一 ６ＭＰ ）
超临界水氧化技术
严格控制反应器温度、压力、氧气流量等操作条件，确保废水在最佳状态下进行氧化反应 。
效果评估与经济效益分析
处理效果
经过超临界水氧化技术处理后，废水中 的有机物、氨氮等污染物去除率达到 95%以上，废水达标排放，有效降低了 对周边环境的影响。
VS
经济效益
相对于传统废水处理方法，超临界水氧化 技术具有处理效率高、占地面积小、运行 成本低等优点。经测算，该项目投资回收 期约为5年，具有良好的经济效益。
生活污水处理
02
该技术可去除生活污水中的难降解有机物，提高污水处理效率
，减少污泥产量。
印染、制药等行业废水
03
超临界水氧化技术可解决印染、制药等行业废水处理难题，实
现废水达标排放。
有机废弃物资源化利用
餐厨垃圾处理
该技术可将餐厨垃圾转化为可再 生能源，减少垃圾填埋量，降低
环境污染。
农业废弃物利用
超临界水氧化技术可将农业废弃物 转化为生物燃料或肥料，提高废弃 物利用率，促进循环农业发展。
产业发展规划与目标
产业发展规划
政府将超临界水氧化技术纳入环保产业发展 规划，推动产业集聚和升级，提高产业整体 竞争力。
产业发展目标
通过政策引导和市场机制，推动超临界水氧 化技术在危险废物处理、污水处理、能源利 用等领域的应用和推广，实现产业规模化、 高端化发展。
资金支持与优惠措施
政府资金支持
政府通过设立专项资金、建立投资基金等方式，对超临界水氧化技 术研发和产业化给予资金支持。
超临界水氧化技术
汇报人： 日期:
目录
• 技术原理及特点 • 工艺流程及关键设备 • 应用领域与市场前景 • 研究进展与发展趋势 • 工程实例分析 • 政策法规与产业支持
超临界水氧化技术在核废物处理领域的应用
图1临界点前后的相变过程核能发电技术的出现解决了人类的能源危机，该技术不仅可以为人类提供大量电能，而且具有化石燃料发电不可比拟的优势--不会向大气中排放巨量的污染物质，因此这种发电方式对空气污染小，也不会产生二氧化碳加剧温室效应。
但是在工业生产中，核电站核废物的产生不可避免。
随着核废物产量逐年递增，其处理问题也日益凸显。
超临界水氧化技术作为一种新型高效的环保技术，近年来成为废物处理领域热门研究课题。
该废物处理技术为了解决含高浓度、强毒性、生物不降解或难降解有机物的废水、污泥及其他放射性化学废物的处理技术问题带来新的发展方向。
1超临界水氧化技术简介根据美国国家标准与技术研究院（NIST ）公布数据，水的临界状态为：温度T c =647.096K ，压力P c =22.064MPa ，此时水的临界密度仅为籽=322kg/m 3。
当温度和压力超过临界点时，水会以不同于气液固状态的第四种状态—超临界状态存在。
此时，水在密度、溶解能力、流动性三方面的特点类似液体，而在扩散系数和粘度又类似气体，是一种非极性溶剂[1]。
超临界水中的气液两相界面消失，可以任意比例溶解多数气体和有机物，因而形成均相反应（见图1）。
超临界水氧化（SCWO ）技术就是利用水在超1.一重集团大连工程技术有限公司工程师，辽宁大连1166001.一重集团大连工程技术有限公司高级工程师，辽宁大连116600超临界水氧化技术在核废物处理领域的应用李风风1，王四芳2摘要：介绍了超临界水氧化技术原理，以及该技术目前在核废物处理领域的研究现状。
此外，根据全球核废物产量，参考国外已有超临界水氧化装置的投资情况及处理各种废液单价，指出该技术在核废物处理领域的应用前景。
关键词：超临界水氧化；核废物；应用前景中图分类号：TQ123.5文献标识码：A 文章编号：1673-3355（2020）02-0006-04Application of Supercritical Water Oxidation Technology in Nuclear Waste TreatmentLi Fengfeng ，Wang SifangAbstract:The paper explains the principle of supercritical water oxidation technology (SCWO)and its current research situation in the field of nuclear waste treatment.The technology will have broad application prospect in consideration of the global output of nuclear waste and the investment of existing supercritical water oxidation units abroad and the unit price of various liquid waste treatment.Key words:supercritical water oxidation ；nuclear waste ；application prospect10.3969/j.issn.1673-3355.2020.02.006T<T cT 艺T c T >T c临界状态下所具有的这些特性，通过加入氧化剂（空气、O2和H2O2等），快速将有机污染物完全氧化成CO2、H2O、N2等小分子无机物，这个过程仅需要几秒或者几分钟，就可以将污染物完全去除。
超临界水氧化处理焦化废水实验研究
２ ２ 系统压 力对 焦化废 水 Ｃ Ｄ 去 除率 的影 响 ． Ｏ ０
后 ， 应 体系 中 的盐分 大部 分沉积 在反 应 釜底 ， 反 反应
将 反应 温 度设 定为 ５０℃ ， ８ 反应 时 间为 ６ ， ０Ｓ在
釜内的流体经热交换装置冷却 后气液分离 ， 出 口 在 处收集液体进行水质分析， 气体排空。
ｗｏ ［ 以其高效和环保 的特点引起人们 的关注 ， ）２ ３ 该
法 在 高压 、 温 的超 临 界条 件下 ， 氧气 （ 高 以 或空 气 中 的氧 ） 或者 过 氧 化 氢 作 为 氧 化 剂 ， 临 界 水 作 为 反 超
收稿 日期 ：０ １ ５１ ２ １ － －２ ０
超临界水氧化法处理焦化废水的工艺流程如第
第 ３ 卷 第 ４期 １ ２ １ 年 ８月 ０１
：：：：：：：： －一 ：： － ・ － ・ ：：：： ： －一 ： ：
山
西
化
工
Ｖ０ ． １ Ｎｏ ４ １３ ． Ａｕ ．２ １ ｇ ０１
Ｓ ＨＡＮⅪ Ｃ ＨＥ ＣＡ ＮＤＵＳ Ｙ ＭＩ Ｌ Ｉ ｎＩ
篓 褒 要 臻 爨
中图分类号 ：５ Ｘ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ４７ ５ （０ １ ０ ．０ ５０ １０ ．０ ０ ２ １ ）４０ ６ ．３
引 言
焦 化废 水 是 煤 制 焦 炭 、 气 净化 及 焦 化 产 品 回 煤 收过 程 中产生 的废 水 ， 放 量 大 ， 质 成 分 复杂 ， 排 水 除 了氨 、 、 氰 硫氰 根 等无 机污 染物 外 ， 还有 酚 、 油类 、 、 萘
作者简介 ： 胡树枝 ， ， ７ 年 出生 ，９ ６ 女 １ ２ ９ １９ 年毕业于山西矿业学 院 ， 学 士学位 ， 主要从 事化工技术管理工作。 现
废水处理新技术之超临界水研究进展
废水处理新技术之超临界水研究进展超临界水是指水在特定的温度和压力条件下达到超临界状态。
超临界水具有良好的溶解性、高温高压条件下的物理和化学性质的改变，因此被广泛应用于废水处理领域。
本文将介绍超临界水在废水处理中的研究进展。
超临界水处理废水的优势在于其独特的溶解性。
超临界水的溶解性远远大于常规水，在高温高压的条件下，超临界水能够溶解一些难溶于常规水的有机物质和无机盐。
这意味着超临界水可以有效地去除废水中的有机污染物和重金属离子。
研究人员已经成功利用超临界水去除废水中的苯、酚、酚醛树脂等有机污染物，并且取得了较好的去除效果。
另外，超临界水还具有强氧化能力。
在超临界水条件下，水本身的化学性质发生了明显的改变，使其具有强氧化性能。
这种强氧化性能使超临界水能够氧化降解废水中的抗生素、有机溶剂和染料等难降解的有机物质。
研究人员已经成功利用超临界水去除废水中的四环素类抗生素、氯代有机溶剂和偶氮染料等污染物，并且取得了良好的去除效果。
同时，超临界水的强氧化性还能够将废水中的氨、亚硝酸盐、亚硝酸氢盐等氮源氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，从而实现废水中氮的去除。
除了溶解性和氧化性能，超临界水还具有高传质性能。
由于其高温高压的特性，超临界水能够提高废水中污染物与催化剂（如催化剂、吸附剂）之间的传质速率，从而提高催化反应和吸附效果。
这使得超临界水能够在较短时间内实现废水中有机物和重金属的高效去除。
研究人员已经成功利用超临界水组合不同的催化剂和吸附剂进行废水处理，并取得了良好的效果。
然而，超临界水处理废水也存在一些挑战和问题。
首先，超临界水处理的能耗相较传统的废水处理方法较高。
由于超临界水的高温高压条件，需要大量的能量消耗。
其次，超临界水处理还面临着废水中矿物盐的沉积和管道堵塞的问题。
高温高压的超临界水会导致废水中的矿物盐发生结晶，从而引起管道堵塞和设备损坏。
综上所述，超临界水作为一种新的废水处理技术具有广阔的应用前景。
尽管其存在一些挑战和问题，但科研人员的不断努力和创新将有助于克服这些问题，推动超临界水技术的发展和应用。
污水处理中的超临界水氧化技术应用
谢谢
THANKS
污水处理中的超临界水氧化技 术应用
汇报人：可编辑
2024-01-04
目录
CONTENTS
• 引言 • 超临界水氧化技术基础 • 污水处理中的超临界水氧化技术应用 • 技术优势与挑战 • 实际应用案例
01 引言
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱAPTER
技术背景
01
超临界水氧化技术是一种利用超 临界水（温度和压力均超过水的 临界点）作为反应介质，进行有 机物氧化分解的方法。
总结词
该案例介绍了超临界水氧化技术在城市污水处理厂的应用，通过技术改造和升级，提高 了污水处理效率和污染物去除率，减少了二次污染，为城市环境治理提供了有效手段。
详细描述
某城市污水处理厂采用传统的活性污泥法处理工艺，但存在处理效率低下、二次污染严 重等问题。引入超临界水氧化技术后，通过高温高压条件下的氧化反应，实现对污水中 的有机物和有害物质的快速分解和去除。处理后的水质显著改善，满足了排放标准，同
超临界水氧化技术的研究 起步。
20世纪90年代
该技术逐渐应用于污水处 理领域。
21世纪初
随着技术不断改进和完善 ，超临界水氧化技术在污 水处理领域的应用逐渐广 泛。
02 超临界水氧化技术基础
CHAPTER
超临界水性质
高溶解能力
超临界水具有高溶解能力，可以有效 地溶解有机物、氧气等物质。
介于液体和气体之间
适用范围广
超临界水氧化技术适用于多种有机废水的处理，具有广泛的适用 性。
技术挑战与解决方案
技术成本高
超临界水氧化技术的设备投资和运行成本较高，需要进一步降低 成本。
操作条件严格
超临界水氧化技术需要高温高压的条件，对设备的安全性和稳定性 要求较高。
超临界水氧化技术在废水处理中的研究与应用
９ ．９ 。Ｋ ｌ ｌａ 人研 究 了超临 界 ９９ ％ ｉｌ ｅ 等 ｉ 水氧 化 含 氮 有机 物 ，发 现 各种 形 态
超临 界 水氧 化 法 的 工艺 一 般可 分成 ７个主 要 步骤 ：进 料 制备 及 加 压； 预热 ； 应 ； 的 形成 和 分离 ； 反 盐 冷
和临界 密度 （ ｐＣ ｏ高于 临界温 度和 达 到 ７ ％ 而 在 ５ ０ｃ，５ Ｐ ０， ０ ｏ ２ Ｍ ａ时仅 为
临界压 力的状态 就成 为超临界 状态 。 ３ 。正是 由于这些溶 剂化特 性， ×ｌ ０
临近相 同 ， 两项合并 为均 一项 。此特 二 氧 化氮 和 空气 可 以任 意 比例 溶于
应为放热反应 ，在一定 的有机物 浓度 （ 质量分数 ＞ ％ ２ ）下可实现 自热反应 ， 节约能源 ， 适于有毒 、 有害废物和高浓 度难 降解有机废水 的处理 。
超 临 界 水 氧 化 法 的 技 术 工 艺 与 装 置
毒 害物 质 以及 工 业部 门的难 销毁 化 临 界水 ， 物 理 、 其 化学 性 质 均较 常态 工业废物 的各种 技术相 比 ，Ｃ Ｏ技 术 ＳＷ
学 物质 ， 易挥发 性 酸 、 纸厂 料 浆 如 造 下 的水发生 了非常 显著 的变化 ， 既不 具有 以下特点 ： １ （ ）由于 超临界水 能 够极好地溶解有机物与氧化剂 ，反 应
处于超 临界状态 时 ， 液两相性 质 非 使 超 临 界水 成 为有 机 物氧 化 的 理 想 却和 能量 ／ 气 热循 环 ；减 压和 相 分离 ；
４ Ｉ新 理 念 新 时 尚 新 视 觉 ４
ｌ 鸯黥
流 出水的 清洁 。具体 流程 为 ： 水经 成 过 氧化 物 。 过氧 化 物不 稳 定 很快 废
超临界水氧化法处理焦化废水的研究
［ ］Ｐ ｉｔ ｅ １ ｒ ｉ ．Ａｑ ａｉｓＢ ｌ ｔｒＴｒａｍｅ ｔ ｏ ｏ ｅ ｔ［ Ｂ ＯＬ ．ｈｔ； ／ ｓｎ ｕｒｕ ｕｋＷａｅ ｅｔ ｎ ｍｐ ｎｎｓ Ｅ ／ ］ ｔ ／ｗｗｗ． ｒ ｔ ｅｃ／ ｑ ａｉｓｈｍｌ２ ０—６２ ． Ｃ － ｐ ｐｉ ｉ ．ａ ａ ｕｒｕ． ｔ ，０ ４０ —０ ｓｎ ［ ］Ｐｒｍｉｅ ｔ ｒｄ ｃｉｎ ［ Ｂ ＯＬ ｔ ：／ ２ ｏ ｎ ｎ．Ｐ ０ ｕ ｔ ｓ Ｅ ／ ］ｈｔ ／ ｗｗｗ． ｒｍｉｅｔｔｍ．ｎ ０ ４０ —６ ｏ ｐ ｐｏ ｎｎ．ｏ ｃ ，２ ０ —９０ ．
０ 引 言
目前 ， 国焦炭 行业 发展 迅速 ， 产生 巨大 经济 效益 的 同时也 带来 了重大 的环 境 问题 ， 焦 、 我 在 炼 制气 过程 中产生 的焦 化废 水水 质成 分 复杂． 其无 机物 污染 主要 是 氨 氮 、 、 氰 硫氰 的化 合 物 ， 有 机污 染 物 主要 是 酚 、 而 油类、 、 萘 吡啶 、 喹啉 、 的多环 和杂 环芳 烃 等 ， 于较 难生 化 处理 的高 浓度 工业 有机 废水 ， 处理 一直 是 国 蒽 属 其 内外污 水处 理 的重点 和难 点． 超临 界水氧化法 （ Ｃ Ｓ ＷＯ） ２ 是 ０世纪 ８ ０年代 中期 由美 国学者 Ｍｏ ｅ 提 出的一种 新型水 处理 技术 ＿ ］适 ｄｌ ｌ １，
［ ］张秋跃 ， ３ 任
伟． 生活小 区污水处理设备的开发与应用［］ 环境保护 ，０ ４ ５ ３ —８ Ｊ． ２ ０ ， ：５３ ．
［ ３Ｏｔｒ ，Ｃ ｌｏＬ Ｆ， ｓｒｄ ｅ ａ ．Ｔｈ ｒ ｇａ ｉ ｔｙａ ｅｈ ｉｕ ｏ ｓａｌ ｈｎ ｈ ｔｂｌ ａｉｎｐｏ ｒｓ ｆ ｌｄ ｅｆｏ ４ ｅｏＭ ａｖ Ｅ ｔａ ａＢ， ｔ １ ｅｍｏ ｒｖｍｅｒ ｓａｔｃ ｎｑ ｅｆｒ ｔｂｉ ｉｇｔｅｓａｉｚｔ ｒｇｅｓｏ ｕ ｇ ｍ ｅ ｓ ｉ ｏ ｓ ｒ ｗａｔｗａｅ ｒａｍｅ ｔ ｌｎｓＪ ．Ｔｈ ｍｏ ｈｍｉａＡｃａ ２ ０ ，３ ９ １２ ：２ －３ ． ｓｅ ｔｒｔｅｔ ｎ ａｔ［］ ｐ ｅ ｃ ｉ ｃ ｔ 。 ０ ２ ８ （－） １ １１ ２
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内容
1. 2. 3. 4. 5. 研究背景及意义； 超临界水的概念及其特性； SCWO技术的研究与应用； SCWO技术的成本分析 ； 结论
1.研究背景及意义
1.1研究背景
• 超临界水氧化(Super Critical Water Oxidation or SCWO) 法是由美国学者Modell等人于20世纪80年代中期提出的 一种新颖的水污染控制方法，具有节能、高效、适用性 强等特点。 • 美国国家关键技术所指出，六大领域之一的“能源与环 境”中,最有前途的废物处理技术是SCWO法。 • 美国能源部会同国防部和财政部于1995年召开了第一次 SCWO研讨会,讨论用SCWO法处理政府控制污染物 (government wastes)。 • 美国能源部科学家Paul W. Hart指出:“鉴于SCWO法具 有诸多优点,用它来代替焚烧法是极有生命力的”。 • 我国在SCWO法方面的研究工作才刚刚开始。
超临界水氧化系统流程图
超临界水氧化系统处理有害废液对照图 (左：反应前废液；右：反应后COD＜30ppm)
技术规格
反应系统包括：进料系统、高压泵、预热 器、反应器、冷却器（或热回收系统）、 分离器等。 反应器：
• 耐温：≧500℃，耐压：≧300kg/cm2 • 处理量：≧30㎏/h • 反应時间：数秒至数分钟
2.4超临界流体在环境保护方面的应用
• 有毒有机废水的处理 超临界水氧化技术（SCWO），有毒有机物可在几秒钟内被完全 氧化成无害的物质,。目前在日本和美国已建成了超临界水氧化处 理的中试装置，我国在这方面的工程应用还是空白。 • 废塑料的回收利用 超临界条件下热分解可使废塑料分解成有用的小分子，从而使其 得以回收。它的优点是分解过程中几乎不产生其它气体，有利于 环保。这方面日本的研究者作了较多的工作。 • 精密仪器清洗 利用超临界二氧化碳对有机物较强的溶解能力和它较强的扩散渗 透能力，可用于电子元件和精密机械零件的精密清洗，代替即将 禁止使用的氟里昂，可减少对臭氧层的破坏。 • 超临界络合萃取 将二氧化碳超临界萃取与有机溶剂络合作用相结合，可用于某些 原料、泥土和放射废水中有害重金属离子的去除。
2）超临界高温高压大大提高了有机物的氧 化速率
• 能在数秒内将碳氢化合物氧化成CO2和H2O， 将杂核原子转化成无机盐，其中磷转化为磷酸 盐，硫转化为硫酸盐，氮转化为N2或N2O。 • 与传统焚烧过程相比，由于反应温度相对较低， 因而不会有NOX或SO2形成。 • WAO过程：高温使液相中的有机物与溶氧发 生化学反应，进行热分解；高压为增加液相中 的溶氧值，提升污染物氧化分解的效果。污染 物会被氧化成低分子量的羧酸（主要是乙酸）。 由于水中溶氧不足，易造成氧化不完全，其排 放的气相中可能存有VOC。
SCWO法对某些有机物的分解率
3.2 SCWO法分解处理下水污泥的研究
• 污泥来源：the Karlskoga Sewage Treatment Works • 污泥固体含量：15 wt% • 反应条件：最大反应温度平均570oC, 反应器出口处平 均压力23.3 MPa ，反应停留时间60s. 污泥负荷 220 ~230 kg hr-1.
是 受限制 有毒、有色 需
不需 长（＞10min） 99.99%
否 普适 含NOX等 需
SCWO中的化学反应式
3.1.2 SCWO反应途径
H2O2 → 2OH· 2HO2 ·→ H2O2+O2 OH· +HO2 · H2O+O2 →
H2O2+OH· H2O+HO2 · →
Holgate等人研究的超临界水中自由基反应途径(见图）
Supercritical water oxidation apparatus
Shinko Pantec's pilot plant
超临界水氧化反应系统
• 连续式超临界水氧化反应系统，主要单元包括︰废液进料高压泵、 空气压缩机、预热器、反应器、冷却器、压力控制阀及气液分离槽 等，设备如图。反应器设计容量为1公升，另有一Inconel 625的反应 篮(basket)，可处理固态废弃物。反应器最高使用压力5,000psi，最 高使用温度500℃。本设备已处理废液有异丙醇、甲苯、四氯乙烯、 二甲基甲醯胺、石化厂废液、废碱等试验对象。
SCWO、WAO与传统焚烧法的对比
过程 温度℃ 压力105pa SCWO 400~600 300~400 WAO 150~350 20~200 焚烧 2000~3000 常压
催化剂 停留时间 去除率
自热 适用性 排出物 后续处理
不需 ≤1min ＞99.99%
是 普适 无毒、无色 不需
需 15~120min 75
4. SCWO技术的成本分析
• 例一 荷兰某SCWO实验工厂处理量为1m3/h，设备占地面积为 100m2(10m×10m)，设备投资成本估计Nfl.20百万元，操作成 本Nfl.200~500/m3。 • 例二 美国德州GNI 集团公司於1994年春天开始，在德州Deer Park 建造一座SCWO工厂，1995年1月完工，设计处理量为 5,000gal/d，主要处理废水中的含氯物质，使用Modar公司技 术，造价6百万美元。Modar公司副总裁William Killilea说 当SCWO处理量为5,000~100,000 gal/d，其处理成本为0.75美 元/gal。 • 例三 日本Organo公司与日本户田市污水局处理含有1%的污泥，污 水局设计建造一座处理量为10m3/d的实验工厂，用此方式处 理活性污泥可以减少20~30%的成本。
1.2研究意义
• 超临界水氧化处理技术（Supercritical Water Oxidation or SCWO）是利用水在溫度374℃，压力 22MPa的超临界状 态下，兼具气体与液体高扩散性、高溶解力及低表面张力 的特性，对有机废弃物进行氧化分解，将其转化成H2O及 CO2，达到去毒无害的目的。 • 由于在超临界状态下（一般系统条件约在24~35MPa及 400~650℃ ），水与有机物质以及氧气可完全互溶，故可 形成单相反应。通常在几秒的反应时间內，即可达99.9% 以上的破坏率，无机盐类几乎可不溶而分离，可应用于处 理难分解的有机氯化物、污泥、飞灰中的Dioxin及其它危 险性有机物质等。 • 因恢复常温常压后，水与一般流体无异，故完全无二次污 染之虑。
2.2 超临界水的物理化学特性
25MPa下水的物理化学性能随温度的变化
2.3超临界流体的优点
• 具有液体一样的密度和溶解强度，并且 与密度有关的一些重要溶剂特性，如介 电常数、粘度和扩散系数等，易于通过 压力进行控制； • 超临界流体同时也具有气体的优点，粘 度小，扩散系数大、渗透性好，与其它 气体的互容性强，有良好的传质和传热 特性； • 常用的超临界流体水和二氧化碳均是环 境友好的溶剂。
3）超临界水的特性使有机物、氧化剂、水形成 均一的相，克服了相间的传质阻力
• 在临界点以下的条件下，废水中有机 物并非与水完全混合，形成界面 (Boundary layer)。为使有机物与氧气 反应，需要把气体状态的氧气溶解到 水中，溶解的氧气需通过有机物界面， 分解废水有机物需要较多时间.
• 在超临界水状态下，水的特性与有机 物相同，界面消失，超临界水的氧气 溶解度也大大提高，实现了完全混合， 有机物与氧气能够自由反应，反应速 度得到了急剧提高。即使是难分解性 有机物，也可以几乎100%分解.
消化污泥的SCWO反应结果
• 污泥来源：the Karlskoga Sewage Treatment Works • 反应条件：最大反应温度平均573oC，反应器出口处平 均压力23.2MPa ，反映停留时间60s，污泥负荷 220 ~230 kg hr-1.
SCWO法处理污泥后的无机固体成分
3.3 SCWO法对于苯胺的降解研究
3.5当前SCWO的技术应用
1. 2. 3. 4. 5. 6.
应用于食品工业、化学工业、半导体清洗及 环境工程等。在环保方面的应用主要为降解 有害废弃物。 塑胶及其衍生物：含卤素塑胶、火焰抑制剂、 塑化剂等； 有机物质：杀虫剂、医药、容积、染料； 高能量物质：炸药、烟雾弹药、气体推进剂； 废水：纺织或纸浆工厂废水、漂白废水、切 削废液、皮革废液； 下水道污泥：城市污泥、工业污泥； 受污染土壤：矿油、含卤素有机物。
超临界流体相图
水与CO2相图
超临界水临界点是374.2℃、220atm；超临界二氧化碳 的临界点是31 ℃ 、73atm；甲醇则需要239 ℃和 79atm
2.1.2超临界流体的特性
• 超临界流体由于液体与气体分界消失，是即使 提高压力也不液化的非凝聚性气体. • 超临界流体的物性兼具液体性质与气体性质。 即，密度大大高于气体，粘度比液体大为减小， 扩散度接近于气体。另外，根据压力和温度的 不同，这种物性会发生变化。 • 热容量值有较大变化，这也是临界点非常独特 的特性之 一。
• 超临界水处理技术是一极具清洁处理效益的技术，不需后 处理设备。
2.超临界水的概念及其特性
2.1超临界流体(Super Critical Fluid or SCF）
2.1.1超临界流体的定义 • 纯物质有气、液、固三相，当系统温度及压力达 到某一特定点时，其气-液两相密度临近相同，两 相合并为均一相。此特定点称为该物质的临界点， 所对应的温度、压力和密度则分别称为该纯物质 的临界温度(TC) 、临界压力(PC)和临界密度(ρC) 。 高于临界温度和临界压力的状态则称为超临界状 态。 • 处于超临界状态时，气液两相性质非常接近，以 至于无法分辨，故称之此状态下的均匀相为超临 界流体（SCF）。
SCWO of paper mill effluents
SCWO of polymer effluents
运用超临界水氧化技术处理城市污泥