工业废水零排放技术进展

3.1超临界水氧化的特点

(1)氧化彻底，反应速率高，无二次污染水中几乎所有的有机污染物可在几秒至几分钟内，与氧气或空气中的氧发生氧化分解反应，转化成CO2、水、氮气等，分解率为99.99%以上，污水在密闭环境中反应彻底，不排放污染物。

(2)无机盐类溶解度极低，以固体形式被分离出来。

(3)当废水中的有机物含量>3%时，可依靠反应放热来维持装置运行，不需外界供热。

(4)装置可设计成小型化的可移动设备，便于现场应用。

3.2存在的问题

(1)腐蚀

在SCWO的苛刻条件下，材料的耐腐蚀性，特别是材料在高温、高氧化性含酸介质中的腐蚀问题，目前研究仍很不充分。有些材料在常温常压下具有很好的耐酸性能，但在SCWO条件下则失去了耐酸性，如Ti在400℃以上对H2SO4和H3PO4的耐腐蚀性变得很差。

一些材料可以很好地抵制一些酸，而不能同时抵制其它酸，因此，靠一种反应器材料解决各种酸性腐蚀问题是不可能的，可以对反应器的不同部位采用不同材料来减少腐蚀[15，16]。

(2)盐堵塞[17，18]

盐析出是SCWO的主要问题之一，在超临界水中大多数盐的溶解度极低，有的仅为1～100mg/L。当亚临界的含盐溶液快速加热到超临界温度时，溶解在其中的盐会快速析出，即使在高流速下，析出的盐也会堵塞反应器。人们试图通过改变工艺条件和反应器结构来解决盐堵问题。

但实验发现通过改变工艺参数不能避免堵塞，而特殊结构反应器的耐久性差，无法长期运行。所以，克服堵塞的最好办法是减少废水的盐含量。由此可见，SCWO工艺不适于高含盐废水的处理。

(3)费用问题

SCWO技术反应器造价昂贵，而且在高温、高压下运行，因此处理费用很高。有研究者核算得出，降解1t含10%wt有机物的污水所需的总费用约为3000元。

(4)安全问题

这是由超临界水氧化本身高温、高压的性质决定的。

3.3应用情况

在美国、日本和欧洲一些国家建立了多套超临界水氧化装置，用于处理各种高浓度有毒有害废水或废物[19～21]，详见表1。

表1超临界水氧化技术中试及工业化应用实例

表1中美国Modar公司2001年建立的该装置造价300万美元，操作费用约180美元/t干泥，产生的废热和CO2可以出售，以每吨干污泥计，可销得120美元，从而使净操作费用为60美元/t。

国内从20世纪90年代中期开始进行SCWO技术的研究。清华大学王涛、浙江大学林春锦、南开大学漆新华、石油大学鞠美庭等分别进行了相关研究，河北科技大学与河北高清环保科技有限公司合作，进行了SCWO法的实验[22]。中国台湾于2001年开始实验室研究，并于2005年7月投产第一套SCWO设备，设计处理量72t/d。

4结语

工业废水实现零排放是大势所趋，而根据废水性质选择合适的工艺极其重要，这将影响装置的正常运行和使用寿命。

蒸发结晶工艺操作条件温和，处理高含盐废水应用案例较多。应注意反应器选材、结垢、发泡等问题，选择适用的浓缩预处理工艺可有效降低装置的投资和运行费用。

超临界水氧化工艺特别适于处理高浓度、难降解的有机废水，现有SCWO技术都难以用来处理高含盐废水。该工艺最难解决的是超临界条件下材料耐酸腐蚀性能的降低和反应器盐堵塞问题。另外在高温高压下运行，要特别重视运行过程中的安全问题。

参考文献略

《环境科学导刊》作者：崔凤霞，李荣，陈玮娜

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