超临界水氧化技术
催化超临界水氧化法处理HMX废水实验研究
第３Ｏ卷第３期 ２０１０年６月 山西化工
ＳＨＡＮＸＩ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ Ｖ０１．３０ Ｎｏ．３
Ｊｕｎ．２０１０
麓霸 爨 ｛ 々 Ｌ ： ａ
引 言 催化超临界水氧化法处理ＨＭＸ废水实验研究
王关秋， 王秋翼
（中北大学化工与环境学院，山西 太原０３００５１）
摘要：超临界水氧化法（ＳＣＷＯ）是一种处理高浓度有机废水的新技术。对超ｌｌ缶界水的性质状态、显 著特点、处理机理、工业应用以及该技术目前存在的问题等进行了较全面的阐述。采用问歇式超 临界水氧化实验装置处理奥克托金（ＨＭＸ）炸药废水，对催化剂的选择、反应温度、反应压力、反应
时间对处理效果的影响进行了研究。 关键词：催化；超临界水氧化；奥克托金；废水处理
中图分类号：Ｘ７８９，ＴＱ５６０．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－７０５０（２０１０）０３４）０５８－０３
催化超临界水氧化技术是一种新的处理技术，
与传统的湿式空气氧化法和焚烧法相比，具有适用
范围广、处理效率高、反应时间短、氧化速率快、元二 次污染等优良特点¨ 。本文通过实验分析了利用
超临界水氧化技术处理奥克托金（ＨＭＸ）废水的可
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ＨＭＸ废水处理前、后水
中化学需氧量（ＣＯＤ ，）值，计算了ＣＯＤ 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
临界水氧化技术在炸药废水处理中得到越来越广泛
的运用。
１ 实验部分
本文拟采用正交实验分析超临界水氧化法
（ＳＣＷＯ）处理ＨＭＸ炸药废水的最佳工艺参数。为
了提高废水中ＣＯＤ 去除率，选择反应温度（Ｔ＝
３８０ ｏＣ￣４８０ ｏＣ）、反应压力（Ｐ＝２３ ＭＰａ一２６ ＭＰａ）、
停留时间（Ａ＝３０ ｓ一６０ Ｓ）３个相关因素进行实验，
收稿日期：２０１０－０４－２６ 作者简介：王美秋，女，１９７９年出生，２００６年毕业于太原理工大学，硕 士学位。研究方向：水处理。 确定了它们的实验范围。并且，采用不同催化剂应
超临界水氧化法处理有机废液
第５期 赵晖，等．改性木屑吸附处理含Ｃｒ（ＶＩ）废水 ・４０５・ ［２ 陈芳艳，钟字，唐玉斌．炉渣去除废水中六价铬［Ｊ］．化 工环保，２００８，２８（３）：２０９—２１３． ［３ 谢瑞文．含Ｃｒ（ＶＩ）电镀废水处理研究进展［Ｊ］．生态 科学，２００６，２５（３）：２８５—２８８． 『４ 许攻泽，ｔ风霞，向 军，等．微生物处理含ｃｒ废水工 艺研究［Ｊ］．化］＿环保，２０１０，３０（５）：４０４—４０７． ｆ ５］ 韩润平，蒋海涛，陆雍森．酵母菌对Ｃｒ（Ⅵ）的生物吸附 作用：Ｊ］．环境保护科学，２００５，２７（１０４）：２８—３３． ６ 矫彩山，丁岩．泡沫分离法处理含ｃｒ 废水［Ｊ］．化工 环保，２００８，２８（１）：２Ｏ一２３． ［７］ 吴＿云海，李斌，冯仕圳，等．活性炭埘废水中Ｃｒ（ＶＩ）、 Ａｓ（Ⅵ）的吸附【ｊ］．化工环保，２０１０，３０（２）：１０８—１１２． ［８： 刘智峰，李旭改性花生壳吸附废水中ｃｒ（Ⅵ）条件的 优选试验［Ｊ］．安徽农、 科学，２０１０，３８（２９）：１６４９８— １６５００． ［９ 黄君涛，熊帆，谢伟立．吸附法处理重金属废水研究进 展［Ｊ］．水处理技术，２００６，３２（２）：９—１２． ［１０］ 杨超，柯丽霞，龚仁敏，等．花生壳粉作为生物吸附剂 去除水溶液中偶氮染料的研究［Ｊ］．生物学杂志， ２００５，（２２）：４５～４８． 【１１］孙影芝，龚仁敏，张小平，等．甘蓝皮生物吸附去除水 中的阳离子染料［Ｊ］．中国环境科学，２００５，２５（ＳＩ）： ６１—６４． ［１２］Ｓｕｄ Ｄ，Ｍａｈａｊａｎ Ｇ，Ｋａｕｒ Ｍ Ｐ．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｗａｓｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｓ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｄｓｏｒｂｅｎｔ ｆｏｒ ｓｅｑｕｅｓｔｅｒｉｎｇ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ａｑｕｅｏｕｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ａ ｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．Ｂｉｏｒｅ— ｓｏｕｒ Ｔｅｃｈｎｏｌ，２００８，９９：６０１７—６０２７． ［１３］ Ｗａｎｎｇａｈ Ｗ Ｓ，Ｈａｎａａｈ Ｍ Ａ．Ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ！／ ！， ！， ！／ｉ １ １／ ！ｉ １ ・信息与动态・ 超临界水氧化法处理有机废液 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１ １，１ １８（６）：１ １ 法国Ｉｎｎｏｖｅｏｘ公司开发了一项利用超临界水及 氧气降解工业废液中有机化合物的新方法。该超临 界水氧化技术（ＳＣＷＯ）以法围政府研究组织ＣＮＲＳ 的专利技术为基础，与传统的废物处理方法如焚烧、 填埋或化学处理相比，成本更低、对环境更为友好。 Ｉｎｆｌｏｖｅｏｘ公司称该项技术的工作原理是将事实 上任何“可泵送的”工业有机废物——包括有机危 险废物、废油脂、石油类废物、废溶剂及其他废 物——存３５０～５５０ ｏＣ、２２１ ｂａｒ（１ ｂａｒ＝０．１ ＭＰａ）的 有氧环境中进行反应。在此反应条件下，水呈超临 界状态，而有机物在流体中均变得具有可溶性。 ＣＯＤ在２５～２５０ ｇ／Ｌ范围内的有机废物通过氧化 作用迅速分解，生成纯水、二氧化碳及能量。无机物 ［１４］ ［１５］ ［１６］ ［１７］ ［１８］ ［１９］ ［２０］ ［２１ ｊ ｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｂｙ ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｐｌａｎｔ ｗａｓｔｅｓ ａｓ ａｄｓｏｒｂｅｎｔｓ：ａ ｒｅｖｉｅｗ Ｉ Ｊ ｆ．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒ Ｔｅｃｈｎｏｌ， ２００８，９９（１０）：３９３５—３９４８． 安世杰，孙宜敏．甘蔗渣对染料废水的吸附试验研究 『Ｊ］．工业用水与废水，２００７，３８（６）：８１—８３． 魏胜华，王瑾，朱龙宝．改性 蔗渣吸附水溶液中酸 性染料的研究［Ｊ ．安徽农业科学，２００９，３７（１１）： ５０７８—５０８０． 王格慧，宋湛谦，王连生．树皮的化学改性及其吸附 特性研究［Ｊ］．林产化学与工业，２００２，（２）：１２—１６． 张力平，刘建．改性木屑对碱性染料吸附性能的初步 研究［Ｊ］．木材工业，２００４，１８（２）：２１—２３． Ｐａｒｋ Ｄ，Ｙｕｎ Ｙ Ｓ，Ｋｉｍ Ｊ Ｙ，ｅｔ ａ１．Ｈｏｗ ｔｏ ｓｔｕｄｙ Ｃｒ（Ⅵ）ｂｉｏｓｏｒｐｔｉｏｎ：Ｕｓｅ ｏｆ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｗａｓｔｅ ｆｏｒ ｄｅｔｏｘｉｆｙｉｎｇ Ｃｒ（Ⅵ）ｉｎ ａｑｕｅｏｕｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ Ｅｎｇ Ｊ，２００８，１３６（２—３）：１７３—１７９． 陶长元，曹渊，朱俊，等．农林废弃物在含铬废水处理 中的应用 Ｊ］．环境污染治理技术 装备，２００５，６ （１２）：１—５． Ａｇａｒｗａｌ Ｇ Ｓ．Ｂｈｕｐｔａｗａｔ Ｈ Ｋ．Ｃｈａｕｄｈａｒｉ Ｓ．Ｂｉｏｓｏｒｐ— ｔｉｏｎ ｏｆ ａｑｕｅｏｕｓ ｃｈｒｏｍｉｕｍ（ＶＩ）ｂｙ Ｔａｍａｒｉｎｄｕｓ ｉｎｄｉｃａ ｓｅｅｄｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｒｅｓｏｕｒ Ｔｅｃｈｎｏｌ，２００６，９７（７）：９４９— ９５６． Ａｌｖａｒｅｚ Ｐ，Ｂｌａｎｃｏ Ｃ，Ｇｒａｎｄａ Ｍ．Ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｒｏｍｉｕｍ（ＶＩ）ｆｒｏｍ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｂｙ ａｃｉｄ ａｎｄ ｂａｓｅ—ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｌｉｇｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃ ｒｅｓｉｄｕｅｓ『Ｊ］．Ｊ Ｈａｚａｒｄ Ｍａｔｅｒ，２００７，１４４（１—２）：４００—４０５． （编辑张艳霞） 则以金属氧化物和矿物盐的形式沉淀出来。 该公司的单反应器方法比其他方案具有成本上 的竞争力，而且根据废物的性质以及装置的设置地 点，该法的成本还可显著降低。水和二氧化碳可以 回用，剩余的无机物可以收集后生产贵重的催化剂 用金属。惟一的能量输入是用于废物的预热。 Ｉｎｎｏｖｅｏｘ公司已在法国西南部建立了一套工业 化ＳＣＷＯ装置，可以１００ Ｌ／ｈ的速率处理９９．９％的 工业废物。该公司的业务模式主要是为客户在使用 位置提供定制安装的ＳＣＷＯ装置，并提供废物处理 的技术服务。初期的客户目标包括石化炼油厂、化 工厂及医药生产厂。Ｉｎｎｏｖｅｏｘ公司计划短期内在法 国境外的客户地点建设４座ＳＣＷＯ装置，每座的处 理能力均为模型装置的１０倍。 （以上由叶晶菁供稿）
一种新型的污水处理技术——超临界水氧化技术
工程技术
一种新型的污水处理技术—超临界水氧化技术
张博(江宁工程技术大学，23000)
摘要:超临界水氧化技术(Supercritica1Wateroxi一dation，简称SCWO)在国外近年来受到T广泛的研究和应用。目前，国内已有几家公司对该技术进行了研究及开发。超临界氧化技术是一种处理效率高，环保节能的新技术。本文着重论述超临界水氧化技术的基本原理，和其优越性以及目前超临界水氧化技术所存在的问题。关键词:超临界水高浓度有机废水湿式氧化焚烧法中图分类号:TP182“文献标识码:A文童编号:1672一3791(2007)02(c)一0061一01
1概述
多数有毒废液、高浓度难降解的有机废
水处理，利用传统的物化、生化法处理不甚奏
效，或处理过程繁琐，且运行费用较高、投资
较大，但近年的研究和工程应用发现，采用超临界法可以有效的解决这些问题。20世纪80年代中期，美国麻省理工学院的Modell和德
克萨斯大学的Gloyna两位学者最早提出了能
够彻底破坏有机物结构的新型氧化技术一超临界水氧化法。在美国国家关键技术所列的
六大领域之一“能源与环境”报告中指出，最有前途的处理技术是超临界水氧化技术。多
数有毒废液、高浓度难降解有机废水的处理
采用超临界氧化法处理后取得了十分满意的
效果，从试验结果来看，几乎所有的有机废水
均可降解。川(3)当被处理的废水或废液中的有机物浓
度在5%一100/时，就可以依靠反应过程中，
以自身释放的反应热来维持反应器所需的热
量平衡，不需外界加热。(4)设备安全性好，反应彻底，不排放污
染物。圆
3超临界水的应用方向
临界水氧化法可应用于石油、化工、医
药、造纸、制革、印染(嫩料)、军工等行业的各类高浓度有机废水，尤其是有机污染物
浓度在5%一10%的废水处理。如石油炼制过程中油品酸碱精制所产生的酸渣、碱渣，化纤生产中产生的对二甲酸甲醋、聚对二甲酸乙
二醋残液等、电镀行业的含氰废水、农药生产
厂的有毒废水、煤气站的含酚废水。5超临界水的存在的问题
我国固废资源化的技术及创新发展分析
189PRACTICE区域治理
我国固废资源化的技术及创新发展分析
唐山市生态环境局迁西县分局 杨树江
摘要：目前,中国的固体废物处理问题,广大人民已经引起了关注,针对固体废物的处理技术,中国还处于发展的初级阶段。即使技术比不上国
外,但是我们中国的发展空间仍然很大。因此,在技术创新方面,我国政府和有关部门应对其进行大力开展,为国家绿色发展提供有力支撑,建立
可持续的生态固体废物处理技术体系。
关键词：我国；固废资源化；技术；创新发展
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）47-0189-0001
一、传统固体废物处理技术
（一）垃圾填埋场
垃圾填埋场存在时间长、容量大、操作
方便、成本低、适应性强的特点。在一些经
济落后的地区,仍然是使用垃圾填埋场来填
垃圾。由于垃圾填埋场所占土地面积比较大
量,所以土壤和地下水很容易被污染。因此,
在填埋前压缩废物,压碎然后再填埋。这样
固体废物的分解可以加速,但沼气会大量产
生,如果使用不当,很容易引起火灾。
（二）堆肥
处理固体废物人们可以采用堆肥的方
式,将其转化为肥料。对于垃圾吸收能力强
的地区来说,此方法的优点是成本低廉,并
且操作简单。厌氧消化技术是堆肥的关键,
该技术无二次污染而且能耗低。
（三）焚烧
对固体废物进行焚化土地资源可以大量
的节省,发电或供暖可以通过焚化产生的热
量来进行。能源短缺或土地短缺的地区主要
是用焚化,其有明显得缺点,多少都会影响
空气,使其受到污染。目前,中国燃烧固
体废物通常使用焚烧炉,污染可以有效地减
少,因此，推广应该广泛。
二、我国固废资源化的技术及创新发展
分析
（一）高速活性制肥技术
高速活性肥料技术,主要其特点是结合
水热法和湿空气氧化法的技术,来确保肥料
生产过程在固体废物投产后2小时内即可完
成。该技术的原理是利用中温水解技术快速
氧化和分解废物中的糖,以及脂肪和其他有
机物。这项技术被广泛用于处理生活垃圾和
动物尸体。
（二）固废水泥窑共处理技术
超临界流体技术的应用和发展
超临界流体技术的应用和发展
超临界流体技术是一种利用高温高压的流体状态，从而获得特殊性质的技术，它具有很高的热扩散能力、低粘度、高可压缩性等特性，因此在化工、材料科学、环保等领域中有着广泛的应用。
一、超临界流体的基本概念和特性
超临界流体是指高于其临界点温度和压力的流体，其物理性质与液态和气态存在明显的不同。超临界流体具有热扩散能力强、粘度低和高可压缩性等特性，且溶解性能好，因此在多个领域中都有着广泛的应用。
二、超临界流体在化工领域中的应用
1. 超临界流体萃取技术
超临界流体萃取技术是采用超临界流体来代替传统的有机溶剂进行萃取，它具有萃取效率高，反应速度快，对环境友好等优点，被广泛应用于化工、生物制药等领域。
2. 超临界流体反应技术
超临界流体反应技术是指在超临界条件下，以超临界流体为溶剂进行反应处理。这种技术可以实现多相反应的均相化，提高反应速率，有利于产物的迁移和分离，被广泛应用于化学反应、生物工程等领域。 三、超临界流体在材料科学中的应用
1. 超临界流体成型技术
超临界流体成型技术是利用超临界流体的高温高压和溶解能力，通过材料的固态变成液态再到气态的三态变换，实现对材料的成型加工。这种技术被广泛应用于陶瓷、金属、高分子等材料的制备和加工领域。
2. 超临界流体沉积技术
超临界流体沉积技术是一种新型的薄膜制备技术，其基本原理是利用超临界流体对材料的溶解作用，将物质通过气相沉积在基底上。这种技术提供了制备高质量、高纯度薄膜的新方法，被广泛应用于电子器件、生物传感器等领域。
四、超临界流体在环保中的应用
1. 超临界流体催化氧化技术
超临界流体催化氧化技术是一种环保型的水处理技术，相比于传统的水处理技术，它具有催化剂使用量小、反应速度快等优点，被广泛应用于饮用水处理、污水处理等领域。
2. 超临界沉积氧化技术
超临界沉积氧化技术是一种新型的空气污染物治理技术，其基本原理是利用超临界流体溶解空气中的有害气体，然后再将其通过氧化反应转化为无害物质。这种技术被广泛应用于工业废气、汽车尾气等方面。
(韦朝海)对氯苯酚超临界水脱氯的反应动力学及机理分析
第5卷 第6期 2010年6月
441
对氯苯酚超临界水脱氯的反应动力学及机理分析
韦朝海，李登勇，施华顺，关清卿，胡 芸
（华南理工大学环境科学与工程学院，广州 510006）
摘 要：在反应温度400~460 ℃、压力24 MPa、停留时间30~200 s，过氧量100%~500%的条件下，分析了对氯苯酚(4-CP)在等温立式柱塞流反应器中的超临界水氧化脱氯反应动力学及机理。首先得出温度为440 ℃、压力为24 MPa、过氧量375%时，4-CP脱氯率可以达到80%的反应效果；过程显示，随着停留时间增大、温度提高，4-CP脱氯率提高，4-CP初始质量浓度和过氧量变化对过程无显著影响；动力学研究发现，4-CP的超临界水氧化技术(SCWO)反应动力学过程符合幂指数方程，通过参数拟合，求得4-CP反应级数为1，H2O2的反应级数为零，反应活化能为92.978 KJ·mol-1，指前因子为104.6302，动力学方程能较好地预测实验结果；最后，通过GC/MS方法定性分析的反应中间产物为对苯二酚、邻苯二酚和对苯醌等，推测反应过程中伴随自由基参加的偶合反应占主导。研究结果证明了4-CP的超临界水氧化脱氯过程可行与高效，可望成为工艺应用的基础。 关键词：4-CP；超临界水(SCW)；脱氯；动力学；反应机理 中图分类号：X131.2 文献标志码：A 文章编号：1673－7180(2010)06－0441－7
Dechlorination kinetics and mechanism of p-chlorophenol in
supercritical water
Wei Chaohai，Li Dengyong，Shi Huashun，Guan Qingqing，Hu Yun
(College of Environmental Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510006, China)
污水处理高级氧化技术
高级氧化技术又称深度氧化技术，其基础在于运用电、光辐照、
催化剂，有时还与氧化剂结合，在反应中产生活性极强的自由基 (如
HO•)，再通过自由基与有机化合物之间的加合、取代、电子转移、断
键等，使水体中的大份子难降解有机物氧化降解成低毒或者无毒的小分 子物质，甚至直接降解成为 CO2 和 H2O，接近彻底矿化目前的高级 氧化技术主要包括化学氧化法、电化学氧化法、湿式氧化法、超临界 水氧化法和光催化氧化法等。
1、化学氧化技术
化学氧化技术常用于生物处理的前处理。 普通是在催化剂作用下， 用
化学氧化剂去处理有机废水以提高其可生化性， 或者直接氧化降解废水 中有机物使之稳定化。
1.1Fenton 试剂氧化法
该技术起源于 19 世纪 90 年代中期，由法国科学家 H.J.Fenton 提出，
在酸性条件下， H2O2 在 Fe2+离子的催化作用下可有效的将酒石酸氧
化，并应用于苹果酸的氧化。长期以来，人们默认的 Fenton 主要原
理是利用亚铁离子作为过氧化氢的催化剂，反应产生羟基自由基式
为:Fe2++H2O2——Fe3++OH-+•OH，且反应大都在酸性条件下进行。
在化学氧化法中， Fenton 法在处理一些难降解有机物(如苯酚类、苯
胺类)方面显示出一定的优越性。随着人们对 Fenton 法研究的深入，
近年来又把紫外光(UV)、草酸盐等引入 Fenton 法中，使 Fenton 法的
氧化能力大大增强。 用 UV+Fenton 法对氯酚混合液进行了处理，在 1h 内 TOC 去除率达到
83.2% 。Fenton 法氧化能力强、反应条件温和、设备也较为简单，适
用范围比较广，但存在处理费用高、工艺条件复杂、过程不易控制等
缺点，使得该法尚难被推广应用。
1.2 臭氧氧化法
臭氧氧化体系具有较高的氧化还原电位， 能够氧化废水中的大部份有
机污染物， 被广泛应用于工业废水处理中。 臭氧能氧化水中许多有机
废水处理各类高级氧化技术的原理、特性和优缺点总结分析
评述了芬顿氧化法、催化臭氧氧化法、光催化氧化法、电解催化氧化法、湿式空气氧化/湿式催化氧化法、超临界水氧化法、超声氧化法等各类目前认为最有实用价值的高级氧化技术的原理、特性和各自的优缺点，分析了各类高级氧化技术存在的问题和未来的发展趋势。认为金属催化臭氧氧化技术结合了臭氧氧化力强和金属催化剂易于制造、经久耐用、不需另加其他药剂和操作成本低的优点，是既经济又高效的氧化技术，也是未来较有发展前途的技术。
1、高级氧化技术
高级氧化技术(AdvancedOxidationProcess，AOP)是指氧化能力超过所有常见氧化剂或氧化电位接近或达到羟基自由基HO•水平(见表1)，可与有机污染物进行系列自由基链反应，从而破坏其结构，使其逐步降解为无害的低分子量的有机物，最后降解为CO2、H2O和其他矿物盐的技术。
由表1的数据可见，羟基自由基的氧化电位达2.8V，仅次于最强的氟(3.06V)，是臭氧的1.35倍。由于氟有污染，因此开发以羟基自由基为氧化剂的高级氧化技术，在理论上和实践上都是最合适的，它不仅氧化力强，反应速度快(链式反应)，而且无污染，是最佳的绿色氧化剂或绿色的氧化技术。
2、高级氧化技术的特点
高级氧化技术已成为治理生物难降解有机有毒污染物的重要手段，在印染、化工、农药、造纸、电镀和印制板、制药、医院、矿山、垃圾渗滤液等废水处理上已获得应用。
优点
(1)通过反应产生的羟基自由基将难降解的有毒有机污染物有效地分解，直至彻底地转化为无害的无机物，如CO2、N2、SO24−、PO34−、O2、H2O等，没有二次污染，这是其他氧化法难以达到的。
(2)反应时间短、反应速度快，且过程可以控制、无选择性，能将多种有机污染物全部降解。
缺点
(1)处理过程有的过于复杂、处理费用普遍偏高、氧化剂消耗大，碳酸根离子及悬浮固体对反应有干扰。
(2)仅适用于高浓度、小流量的废水的处理，低浓度、大流量的废水应用难。
超临界水氧化法在水处理中的应用
Ｃｈｉｎａ
超临界水氧化法在水处理中的应用
◆刘欣 （天津科技大学海洋科学与技术学院环境工程专业，天津３００２２２）
摘要：超临界水氧化法以其高效和环保特点已越来越引起人们的关注。在高压、高温下，废水中的有机污染 物可以与氧气发生反应，生成无毒的二氧化碳、水及其他化合物，来达到废水处理的目的。这种方式对污染物处理
的效果比较好，处理后的水资源利用率比其他方式都要高，不需要或较少需要进行二次净化。 关键词：超临界水氧化；水处理；降解
Ｔｈｅ Ａｐｐｌｙ Ａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ Ｗａｔｅｒ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｉｎ
Ｗａｓｔｅ Ｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ＬｉｕＸｉｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００２２２）
Ａｂｓｔｒｃｔ：Ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａ１ ｗａｔｅｒ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ａｒｏｕｓｅ ｔｈｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｐｅｏｐｌｅ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
Ｏｆ ｉｔｓ ｈｉｇｈ—ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ
ｗａｓｔｅ ｗａｔｅｒ ｃａｎ ｒｅａｃｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｘｙｇｅｎ，ｐｒｏｄｕｃｅ ｎｏｎｐｏｉｓｏｎｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ，ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，
ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｗａｙ ｄｅａｌｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｉＳ ｂｅｔｔｅｒ，ｔｒｅａｔｅｄ
几种主流的高级氧化技术原理及优缺点!
几种主流的高级氧化技术原理及优缺点！
高级氧化工艺（AdvancedOxidationProcesses,简称AOPS）是20世纪80年代开始形成的处理有毒污染物技术，它的特点是通过反应产生羟基自由基（middot;OH），该自由基具有极强的氧化性，通过自由基反应能够将有机污染物有效的分解，甚至彻底的转化为无害的无机物，如二氧化碳和水等。由于高级氧化工艺具有氧化性强、操作条件易于控制的优点，因此引起世界各国的重视，并相继开展了该方向的研究与开发工作。高级氧化技术主要分为Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法。
一、几种高级氧化技术
1.Fenton氧化法
过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化技术体系称为Fenton试剂。它是100多年前由H.J.H.Fenton发明的一种不需要高温和高压而且工艺简单的化学氧化水处理技术。近年来研究表明，Fenton的氧化机理是由于在酸性条件下过氧化氢被催化分解所产生的反应活性很高的羟基自由基所致。在Fe2+催化剂作用下，H2O2能产生两种活泼的氢氧自由基，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化。其一般历程为：
Fenton氧化法一般在PH为2~5的条件进行，该方法优点是过氧化氢分解速度快，因而氧化速率也较高。但此方法也存在许多问题，由于该系统Fe2+浓度大，处理后的水可能带有颜色；Fe2+与过氧化氢反应降低了过氧化氢的利用率及其PH限制，因而在一定程度上影响了该方法的推广应用。
近年来，有人研究把紫外光（UV），氧气等引入Fenton试剂，增强了Fenton试剂的氧化能力，节约了过氧化氢的用量。由于过氧化氢的分解机理与Fenton与Fenton试剂极其相似，均产生middot;OH，因此将各种改进了的Fenton试剂称为类Fenton试剂。主要有H2O2+UV系统、H2O2+UV+Fe2+系统、引入氧气的Fenton系统。 Fenton试剂及类Fenton试剂在废水处理中的应用可分为两个方面：一是单独作为一种处理方法氧化有机废水；二是与其他方法联用，如与混凝沉降法、活性炭法等联用，可取得良好的效果。Fenton法的催化剂难以分离和重复使用，反应pH低，会生成大量含铁污泥，出水中含有大量Fe2+会造成二次污染，增加了后续处理的难度和成本。