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湿式催化氧化的优点:
(1)应用范围广,几乎可以无选择地有效氧化各类高浓度有机废水,处理效果好,在合适的温度和压力条件下,COD处理率可达90%以上。
(2)对有机污染物的氧化速率快,一般只需30~60min,二次污染少,能耗较低。
(3)余热和某些物质可回收利用。
3.6超临界水氧化法
1982年,美国学者Modell首先提出了超临界水氧化(SCWO)法,它与湿式氧化法一样也是以水为液相主体,以空气中的氧为氧化剂,在高温高压下反应,但其改进与提高之处在于它利用水在超临界状态(Ѳc>374℃,Pc>22.05MPa)下性质发生较大的变化,介电常数减少至与有机物和气体一样,从而使气体、有机物完全溶于水中,气液相界面消失,形成了均相氧化体系,由氧气攻击最初的有机物而产生有机自由基,进一步反应就生成羟基自由基,再氧化分解有机物。由于消除了在湿式氧化体系中存在的相际传质阻力,提高了反应速率,且在均相体系中氧化,自由基的独立活性更高,氧化程度随之提高。
超临界水的特性为:临界温度374.1℃,临界压力21.76MPa,临界体积56.03cm3/mol,临界密度0.332g/cm3,压缩因子0.2,偏心因子0.44,介电常数5。美国Shanablen等对废水处理厂排出的污泥进行了超临界水氧化实验,结果表明,在5min的停留时间内有99%以上的COD被去除,其产物是清洁、无色无味的CO2、H2O等小分子无机物。
林春绵等采用超临界水氧化法降解染料中间体,在一定的范围内,提高氧化降解的温度,增加初始废水的浓度以及延长接触时间都可以增加COD去除率,最高可达99.7%。马承愚等利用超临界水氧化法处理偶氮染料生产废水,在温度为520℃,压力为28MPa的条件下,氧化反应180s和240s时,COD去除率分别达到98.37%和99.09%,氧化反应240s时的色度去除率为99.67%,可使高浓度难降解印染废水处理达到国家排放标准。
超临界水氧化的优点是:
(1)均相反应速度快(<1min),分解有机物效率高(>99%),不产生中问产物。
(2)无二次污染,最终氧化产物为CO2、H2O、SO42-和PO43-。
(3)反应为放热反应,对高浓度有机物可实现自热反应,节省能源。
超临界水氧化的缺点是:
(1)需要高温高压,且需特别的设备,投资大,成本高,要专业人员管理与维护,推广应用较困难。
(2)仍有诸如盐沉淀、腐蚀及基础数据缺乏等问题还没有得到根本的解决。这些问题在一定程度上阻碍了超临界水氧化法的工业化进程。
超临界水氧化法由于其反应速度快,氧化程度彻底而越来越受到人们的关注,如何通过催化剂来降低反应条件或缩短反应停留时间,提高反应转化率,成为该领域的一个研究热点。
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