超临界水氧化处理煤气化废水的试验研究及组合工艺思路探讨

采用间歇式反应器对碎煤加压气化废水的超临界水氧化处理效果开展了探索性试验研究,以污水处理达标为目标,对过程中的工艺条件及有害物质的去除效果进行了深入研究和评价。试验结果表明,温度和氧化系数对COD、NH3-N、挥发酚去除率效果显著,压力和反应时间影响不明显。优化条件下,利用SCWO技术处理煤气化废水,无需经过预处理及后续深度处理即可使出水主要指标达到国家一级排放标准。在此基础上,针对超临界水处理特点结合煤气化工艺路线创新性地提出组合工艺方案,以实现系统物料及能量的充分利用。     

超临界水氧化技术处理香料废水研究

采用超临界水氧化( SCWO)技术对香料废水进行处理,研究了反应温度、压力、停留时间等因素对废水COD、TN、NH3-N和色度去除效果的影响.结果表明,使用SCWO法处理香料废水有良好的效果,出水COD得到明显的去除.在过氧比为2,反应压力27 MPa、温度500℃、时间60 s的条件下,该废水的COD去除率可以达到99.4％.     

超临界水氧化处理鲁奇炉气化废水的研究

采用240 L/d的连续式超临界水氧化(SCWO)装置对鲁奇炉气化废水进行试验研究,通过实验室设计的高压连续加氧系统和在线温度测量装置,系统研究了废水的反应温度、停留时间、质量浓度等对废水COD、NH3-N和挥发酚去除率的影响,并对氧化自热过程进行了初步探索。结果表明:升高温度和延长反应时间均可促进废水中有机物的分解;随着废水质量浓度的升高,COD去除率增加而挥发酚和NH3-N的去除率有所下降;当温度超过500℃、压力23 MPa、停留时间为68 s时,经处理的废水COD、NH3-N和挥发酚去除率均超过了99.8%。通过高质量浓度鲁奇废水的氧化试验,证明在现有的试验装置上实现过程自热操作是可行的,为过程开发和放大提供基础数据。     

Fenton法与超临界水氧化法联用处理垃圾渗滤液研究

研究了Fenton法和超临界水氧化法(SCWO)处理垃圾渗滤液的效果,并将Fenton法作为预处理方法和深度处理方法分别与SCWO联用处理垃圾渗滤液,探索其对提高渗滤液中主要污染物COD、NH3-N、色度的去除效果。结果表明,Fenton法作为预处理方法和深度处理方法分别与SCWO联用,2种联合方式均能显著提高各污染物的去除率。但Fenton法作为预处理方法效果优于作为深度处理方法,2者联用,在Fenton法适宜p H为4、n(H2O2):n(Fe2+)=4:1、反应时间2 h,SCWO适宜温度440℃、压力26 MPa、过氧量K=3.0时,COD、NH3-N和色度去除率分别可达到95.8%、71%和99.5%,对NH3-N的去除效果比单一的SCWO显著提高。Fenton法联合SCWO处理垃圾渗滤液比单一采用SCWO运行成本可节约15%~20%。     

臭氧氧化深度处理焦化废水的实验研究

焦化废水含COD、NH3-N、挥发酚、氰化物等多种污染物,且浓度高,色度大,可生化性差,是极难处理的工业废水之一。本文利用臭氧氧化工艺对焦化废水生化出水进行深度处理,考察了反应时间、pH值、臭氧流量对COD去除率的影响。研究结果表明：在pH值8~9、曝气量8.4 g/h、反应时间40 min,臭氧氧化工艺对COD的去除率达到50%左右,出水达到炼焦化学工业污染物排放标准（GB16171-2012）。     

间歇式超临界水氧化技术处理焦油高酚水的试验研究

根据焦化废水处理现状提出不同工艺外排水分别单独处理的思路,采用间歇式超临界水氧化装置对焦化废水中有机污染物浓度最高的一股废水-焦油高酚水进行处理研究,在不同压力、温度、反应时间和氧化剂过量倍数下进行正交试验,考察了COD的去除情况,并对氧化剂不足情况下产生的结焦现象进行了分析.得出最佳反应条件为420℃、25MPa、反应时间30min,加入双氧水氧化剂2倍.此时焦油高酚水的COD去除率达99.1%,COD浓度为152 mg·L-1,除NH3-N指标外,出水基本达到国家二级排放标准.试验结果说明超临界水氧化技术处理焦化废水中小流量、高污染浓度废水具有理想的处理效果和应用前景.     

城市污泥超临界水氧化及反应热的实验研究

研究了间歇式反应器中城市污泥的超临界水氧化反应(SCWO).实验表明:污泥COD去除率可达到99.98%以上,随反应时间增加、温度升高,污泥COD去除率显著增大;压力对过程无显著的影响;氧化剂过量倍数小于一定程度时,对污泥的去除率影响显著,超过此值时则几乎没有影响.应用SCWO能快速实现污泥的减量减容和无害化处理,脱水污泥完全氧化后的残余固体质量仅为脱水污泥的8%;在450℃,经过95 s的反应时间后,反应液的化学需氧量即可小于40 mg·L-1.此外,藉反应介质焓值的变化探索了污泥SCWO的反应热,获得了反应过程中能量平衡时,污泥的最大含水率和最小有机物质量含量的方程.结果表明:污泥中有机物完全氧化释放的反应热为21319.15kJ·kg-1,在400℃、26 MPa条件下,当污泥中有机物质量含量超过3.0%时,SCWO反应即能实现能量的平衡--自热.     

次氯酸钠氧化法预处理乙炔清净废水的研究

采用次氯酸钠(Na Cl O)氧化法对乙炔清净废水进行预处理。分别考察了废水的p H、温度、Na Cl O溶液加入量和反应时间对废水中NH3-N和COD去除率的影响,用正交实验的方法确定了NH3-N的最佳处理条件。结果表明,Na Cl O溶液加入量对NH3-N去除率的影响最大,其次是废水的温度和p H,反应时间的影响最小,对于200 m L的废水,最佳处理条件为:废水的p H为8、温度为50℃、Na Cl O溶液加入量为5.5 m L、反应时间为5 min。此时NH3-N、COD和TN的去除率分别为99.8%、51.9%和90.9%,游离氯的剩余量很低。     

X型纳米分子筛去除含油废水中COD和NH3-N的研究

采用纳米沸石分子筛吸附法去除含油废水中的NH3-N和COD,实验中测试了纳米沸石分子筛的用量、反应时间、pH值、温度等条件对于去除率的影响。测试结果表明：纳米沸石分子筛在常温常压下,反应时间在20min左右,pH值在3-5时,对NH3-N和COD有明显的去除效果,经过一次处理,去除率可达到75％以上。经过二次处理后,可达到地面水环境质量标准(GB3838—1988)Ⅳ类标准。同时,纳米沸石分子筛也可以去除其他污染物。     

酚醛缩聚法处理酚醛树脂废水研究

采用酚醛缩聚的方法作为酚醛树脂废水前处理工艺,分别探讨了酸性条件和碱性条件下的酚醛缩合反应。结果表明,碱性条件下,最佳反应条件为甲醛2 mL,Ba(OH)21 g,反应时间3 h,反应温度85℃,COD去除率46.7%,挥发酚去除率42.1%,甲醛去除率72.1%。酸性条件下,最佳反应条件为:甲醛3 mL,HCl 4 mL,反应时间3 h,反应温度100℃,COD去除率47.4%、挥发酚去除率84.6%,甲醛去除率-1.0%。酚醛缩聚法可以有效去除废水中高浓度的挥发酚和甲醛,为后续的化学氧化或生物处理提供良好基础。