超临界水氧化法去除废水COD的动力学研究

用超临界水氧化法(SCWO)处理有机废水,去除其COD?在高于水临界点(Tc=647K,Pc=22MPa)的温度和压力(673～813K,28～35MPa)下,用氧气作为氧化剂且过量,对含多元酚类等有机物的废水进行氧化处理?研究了超临界水氧化法处理废水时COD的去除动力学?在实验条件下,废水COD的去除动力学对COD是一级?氧气是零级;其速率常数与温度的关系符合Arrhenius公式;压力也明显地影响速率常数,随压力的升高而增大;反应的活化体积不是一常数?      

催化超临界水氧化废水处理技术的研究进展

简要介绍了作为反应介质的超临界水的物化性质及超临界水氧化的特点 ,阐述了催化超临界水氧化的一般工艺流程并分析了其过程的影响因素及各影响因素的相互关系 ,归纳了超临界水氧化的催化机理、动力学、水对多相催化反应的影响以及催化剂的研究进展 ,探讨了该项技术发展的前景与趋势     

Degradation mechanism of 2,4,6-trinitrotoluene in supercritical water oxidation

The 2,4,6-trinitrotoluene(TNT)is a potential carcinogens and TNT contaminated wastewater,which could not be effectively disposed with conventional treatments.The supercritical water oxidation(SCWO)to treat TNT contaminated wastewater was studied in this article.The TNT concentration in wastewater was measured by high-performance liquid chromatograph(HPLC)and the degraded intermediates were analyzed using GC-MS.The results showed that SCWO could degrade TNT efficiently in the presence of oxygen.The reaction temperature,pressure,residence time and oxygen excess were the main contributing factors in the process.The decomposition of TNT was accelerated as the temperature or residence time increased.At 550℃,24 MPa,120 s and oxygen excess 300%,TNT removal rate could exceed 99.9%.Partial oxidation occured in SCWO without oxygen.It was concluded that supercritical water was a good solvent and had excellent oxidation capability in the existence of oxygen.The main intermediates of TNT during SCWO included toluene,1,3,5-trinitrobenzene,nitrophenol,naphthalene,fluorenone,dibutyl phthalate,alkanes and several dimers based on the intermediate analysis.Some side reactions,such as coupled reaction,hydrolysis reaction and isomerization reaction may take place simultaneously when TNT was oxidized by SCWO.     

超临界水氧化法进行废水处理的研究进展

超临界水氧化法是一种新兴且非常有效的废水处理方法。当水处于临界点以上时 ,溶解在超临界水中的O2 或H2 O2 可以将超临界水中的有机物氧化生成H2 O和CO2 等物质。本文介绍了超临界水的特点、SCWO的流程及其特点和反应机理 ,论述了该法存在的问题和解决的方法。     

超临界水氧化处理醚菊酯生产废水实验研究

利用间歇式超临界水氧化实验装置对醚菊酯生产废水进行处理。实验结果表明,选择超临界水氧化处理该废水的优化条件为:温度430℃、反应时间5 min、压力25 MPa、氧化系数2.0。H2O2、O2和空气三种氧化剂的氧化能力从强到弱依次为H2O2、O2和空气。采用目前国内处理量最大的SCWO示范装置对醚菊酯生产废水进行初步处理,出水COD、TOC、色度和pH均满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的一级排放标准。     

难降解有机污水的超临界水氧化技术

超临界水氧化技术(SCWO)是一种新型的有机废水处理技术,具有反应速率快、处理效果好、不形成二次污染和去除效率高等优点。文章介绍了超临界水的特性和国内对难降解有机污水的超临界氧化处理试验成效,反应系统材料腐蚀研究,催化剂开发研究,并指出了国内技术开发面临的突出问题。     

Simultaneous recovery of chromium and destruction of organics from LCD manufacturing process wastewater by supercritical water oxidation

The effectiveness of supercritical water oxidation (SCWO) process for the simultaneous recovery of chromium and destruction of organics from liquid crystal display (LCD) manufacturing process wastewater was investigated. The experiments were performed in an isothermal continuous-flow tubular reactor and H₂O₂ was used as an oxidant. The reaction temperatures ranged from 400 to 605 °C and the residence times ranged from 15 to 31 s at a fixed pressure of 25 MPa. The effect of temperature, oxidant concentration and residence time on chromium recovery and chemical oxygen demand (COD) conversion was investigated. The results of this study demonstrated that the SCWO process recovered chromium and decreased chemical oxygen demand up to 99.3% and 99.9%, respectively. The analyses showed that chromium are recovered as chromium oxide (α-HCrO₂ and Cr₂O₃). The SCWO process is an effective technique for simultaneously recovering chromium and for the destruction of hazardous organics in the LCD manufacturing process wastewater. Our study showed that there are two consequent reactions, chromium recovery reaction (hydrolysis) followed by the organic decomposition reaction (oxidation). The recovery of chromium can be achieved without major organic decomposition.     

超临界水氧化技术在污水处理中的应用

介绍了超临界水氧化的反应机理、工艺流程及其在污水处理领域的应用现状、突出优点,同时指出了这种新型污水处理技术存在的问题和发展方向。     

超临界水氧化处理TNT-RDX混合炸药废水的试验

采用超临界水氧化(supercritical water oxidation,SCWO)技术对TNT-RDX混合炸药废水进行氧化处理,研究了反应温度、压力、停留时间、过氧量等因素对降解效果的影响。结果表明:采用超临界水氧化技术能够迅速将TNT-RDX废水中的有机物彻底分解为无害的CO2和N2,随反应温度的升高、压力的增大、反应时间的延长,COD去除率也随之提高。过氧量对废水有机物氧化的COD去除率的影响依赖于反应的进程。当反应温度超过550℃,反应时间>120 s时,TNT-RDX废水的COD去除率>99%,完全达到了国家火炸药水污染物排放标准的要求。     

Supercritical water oxidation for the destruction of toxic organic wastewaters： A review

The destruction of toxic organic wastewaters from munitions demilitarization and complex industrial chemical clearly becomes an overwhelming problem if left to conventional treatment processes. Two options, incineration and supercritical water oxidation （SCWO）, exist for the complete destruction of toxic organic wastewaters. Incinerator has associated problems such as very high cost and public resentment; on the other hand, SCWO has proved to be a very promising method for the treatment of many different wastewaters with extremely efficient organic waste destruction 99.99% with none of the emissions associated with incineration. In this review, the concepts of SCWO, result and present perspectives of application, and industrial status of SCWO are critically examined and discussed.     

一种新型流管反应器的设计与表征

介绍了一种用于气溶胶生成机制研究的流管反应器（Jiao-FTR,J-FTR）的设计及表征.借助计算流体力学（CFD）模拟和实验测定,表征了不同进气结构和实验条件下反应器内流场的发展及稳定,移动进气管的喷射效应以及气体和颗粒物在反应器内的平均停留时间.结果表明,预混合段进气方式,主流流量,移动进气管结构及注入流量对J-FTR的流场发展以及气体和颗粒物的停留时间具有较大影响;J-FTR的预混合进气段具有使主流快速过渡为层流的优势,在对称进气条件下,当主流流量不超过8L/min,气流在进入主反应段之前可发展为稳定的层流;当移动进气管使用大内径的直管或径面十字型结构时,可以有效减小或避免移动进气管的喷射效应.以上结果不仅可为使用J-FTR开展大气化学和气溶胶生成机制研究提供重要的实验指导,也可为其他研究者设计FTR,进行流管实验提供借鉴.     

超临界水氧化法处理制浆黑液

造纸黑液是较难处理的工业废水。以工业纯氧为氧化剂,采用自制的间歇式超临界水氧化系统对麦草制浆黑液进行处理,根据实验数据分析了超临界水氧化过程中不同反应温度,时间,氧气浓度对该废水COD处理效率的影响。实验结果表明,选定合理的实验参数,COD去除率可达99.8%。     

超临界水氧化反应器的研究进展

超临界水氧化以其特有的优点受到人们的广泛关注,但该技术所存在的设备腐蚀以及因盐沉积而堵塞的问题制约了该技术的推广应用。针对超临界水氧化过程中存在的盐析与腐蚀问题,提出了可行的解决途径,开发出一种新型鼓泡塔床反应器。     

利用超临界水氧化反应系统处理有机废液的经济性分析

超临界水氧化技术是一种能够高效分解有机废物的新型环境友好技术。以质量平衡方程和能量平衡方程为基础,对废液处理量为300 m3/d利用水膜反应器超临界水氧化反应系统的经济性进行分析,并同其他有机废液处理技术进行比较。结果表明:系统的能量利用率可达到56.4%;利用超临界水氧化技术处理有机废液的成本为33.05元/m3左右;该技术处理废液范围广,产物清洁,尤其适用于二恶英、多氯联苯等有毒有害难降解物质的处理,且反应能量和产物CO2可回收利用,不仅经济上可行,还具有很好的环境效益。     

废水处理催化超临界水氧化法影响因素及动力学分析

归纳了催化超临界水氧化法的影响因素并分析其相互间的关系 ,阐明催化剂作用的重要性。此外 ,论文还推导了反应体系普遍的动力学模型 ,分别分析了环状化合物、难降解中间产物及含氮化合物的动力学特征参数及反应条件的制约关系 ,在此基础上讨论复杂有机化合物废水的反应动力学行为 ,以期为实际废水处理提供理论指导。论文的最后对催化超临界水氧化法的工程开发与实际应用化问题提出了若干构想与建议。     

超临界水处理有机废物研究新进展

超临界水处理废物以通过添加氧化剂的超临界水氧化和不加氧化剂的超临界水萃取两种方式实现，超临界水氧化应用较多，与其它废物处理技术相比有显著优点。本文总结了超临界水氧化流程和反应机理，评述了添加剂，温度，压力及停留时间，催化剂等对超临界水氧化反应的影响，同时介绍了超临界水氧化和超临界水萃取的最新应用研究状况及尚需解决问题。     

矿井乏风逆流氧化反应的数值模拟

在理论分析和合理简化的基础上,建立了矿井乏风逆流氧化的一维数学模型。并采用计算流体力学(CFD)软件(Fluent)模拟了其逆流氧化反应过程,探讨了主要工况参数(如流速、当量比和半周期)对逆流氧化反应温度和反应速率的影响。模拟了半周期为30s、当量比为0.2、流速分别为0.06,0.1和0.2 m/s时温度场和反应速率的分布情况。总结出有关逆流氧化反应装置的燃烧特性以及工况参数对其燃烧特性影响的规律,对提高其燃烧效率和能源的利用率有重要作用。     

立体循环一体化氧化沟(IODVC)导流板结构优化研究

针对立体循环一体化氧化沟(IODVC)弯道流场存在的问题,利用计算流体力学(CFD)和Fluent计算方法,对IODVC流场进行了二维单相流模拟,探究导流板结构形式对弯道流速分布的影响.研究结果表明,在同等边界条件下,导流板的结构形式对IODVC内混合液的流态分布影响较大.与单导流板相比,双导流板可将流速大于0.25 m·s-1的区域占比提高9.5%,并改善了弯道出口断面流速分布,有效地减小了下沟道靠近隔板处回流区域;此外,适当延长导流板末端长度,可以进一步强化对IODVC内混合液的导控作用,当延长长度等于导流板半径时,效果最佳,大于0.25 m·s-1的流速区域占比达到44.21%,使IODVC内部流场更加趋于均匀.研究结果对IODVC的进一步优化和工程设计有一定的指导意义.     

污水土地处理系统中管网铺设率对流态的影响与CFD模拟

污水土地净化系统的水力特性直接影响污染物的处理效果,研究不同管网铺设率对水流流态的影响,可为设计参数的选择及反应器结构优化提供依据.因此,运用示踪-应答技术,以停留时间分布(RTD)理论为基础,对反应器中水流的状态进行分析.同时,借助计算流体力学(CFD)软件Fluent进行数值模拟.RTD分析和CFD模拟结果互补分析发现,底部的碎石层具有布水功能,而表面的水层具有集水的作用:水流在承托层中水平流动,竖直流经填料层,最后在水层中水平流入集水管网.在有承托层和水层的情况下,系统采用不同管网铺设程度的布水和集水方式对填料中水流的流态影响不大,然而管网孔口布水效果不均.各管网铺设率反应器的体积效率均在90％以上,但都有一定的无效体积或滞留区.半网布水、集水的反应器体积效率最高,流态接近推流形式.无因次平均停留时间为1.09,轴向扩散系数为0.037.