现代水处理方法—超临界水氧化法

现代水处理方法—— 超临界水氧化法 现代水处理方法——超临界水氧化法摘要：由于水资源的污染，人们生活所需的洁净的淡水资源也越来越少了。为了改善这种状况，人们采取了许多措施来治理、净化这些受污染的水源。使得生活、生产用水能够满足人们的需求。而超临界水氧化法就是采取措施的一种。这里将对超临界水氧化法做一个介绍，使我们对这种新型氧化方法有一个认识。关键词：水处理；超临界水氧化法我们的生活每天都离不开水，水可以说是人类或者是所有生物生存和社会发展所必需的自然资源。水资源是一种可以循环利用的自然资源。但现今，水资源（尤其指淡水资源）的缺乏日益严峻，其中最主要的原因是因为水资源受到了污染。水资源受到污染，致使我们的生活用水量也受到影响，尤其在一些缺水地区，人们经常都喝不上水。目前，全世界约有 40%的人口面临缺水问题。而为了改善这种状况，使得被污染的水源被二次利用，人们采取了许多措施来治理、净化这些受污染的水源。这里将介绍的就是其中一种方法——超临界水氧化法。在我们采用氧化技术的时候，首先要注意的是先查明水中有哪些还原性物质，要了解选用的氧化剂发生热化学反应的可能性[1]。这样我们在选择氧化剂和氧化方法的时候才能有一个较好的依据，而不至于氧化率过低或者发生一些危险事件等。目前，水处理的氧化方法是水处理中应用最广、发展最快的方法。在新型氧化方法中，主要可以又可以分为湿式催化氧化法、超临界水氧化法、半导体光催化氧化法和声空氧化四种类型。[1]图一 新型氧化方法的分类而超临界水氧化法正是新型氧化方法中的一种。由于超临界水氧化法可以将水中的有机物彻底氧化为二氧化碳和水，这样一来，不仅被污染的水资源得到了净化，而且由于有机物得到了彻底氧化，所产生的二氧化碳和水对我们的生活也是一种有益的物质。因此，在水工业界中，超临界水氧化法引起了人们特别的关注。 图二 超临界水氧化法流程[1]废水 氧气SCWO 反应器热交换器减压器气液分离器气液超临界水氧化法又简称为 SCWO 法，它在 1980 年代中期就已经被美国学者 Modell 提出，现在我国也开始此法的应用技术的研究[1]。而超临界水氧化法的工艺流程如图二所示，它是用氧气作为氧化剂，在 SCWO 反应器中与废水发生反应，然后经过一系列的处理，最终被分离为气体（二氧化碳）和液体（水）。对于超临界水我们是如何来界定的呢？由图三可以看出水的各种状态的要求。图三 水的物态图[1]我们已知，水的临界温度为 374.2℃，临界压力为 374.2℃，临界体积为 0.045L/mol，临界密度为 320kg/ m3。在一定的温度和压力下，水可以处于固态、液态、气态和超临界状态[1]。具体的划分条件如图三所示。而由图三可知，当水的温度超过 374.2℃，压强超过 374.2℃时，便达到了超临界状态，也就是我们所说的超临界水。要了解超临界水氧化法，首先要弄清楚超临界水与普通水的区别。 表一 超临界水与普通水的区别 水内容普通水超临界水盐溶解度大小有机物、氧等溶解度小大（如苯、氧气、氮气、己烷等在超临界水中完全互溶）介电常数高 （81）低 （小于 5）密度大 （0.994g/cm3）小 （0.332 g/cm3）粘度大小扩散系数小大从上表可以看出，在超临界状态下，有机物、氧变得易溶于水并形成均匀体系，既变为一相，相间传质阻力消失，为有机物的氧化创造了充分反映的环境。[1]了解了超临界水，接下来就将介绍超临界水体系的氧化机理。在超临界水中，有机物可以很快的被氧化，而且这种氧化是自发的，不需要有什么特定的条件来催化它的氧化。这种氧化反应可以在短短的几分钟甚至是几秒钟之内就完成，在这个过程中，有机物就可以被完全的氧化。在超临界水氧化法中采用的氧化剂有氧气、臭氧和双氧水。[1]P， MPa374.222.1t，℃水（s）水（l）水（g）CSCF图四 超临界水氧化法的应用在我们的生活中，超临界水氧化法主要应用于：废水的处理，污泥的处理以及垃圾焚烧飞灰处理三个方面。当我们用作废水处理时，废水中的许多有机物可以很快的被氧化完全，而且有机物的去除率也很高。超临界水不仅仅可以对有机物进行氧化，对污泥和其他废物（如...