亚临界水氧化技术处理高盐难降解有机废水研究进展

医药、农药、染料等精细化工行业产生大量难降解有机废水,具有高盐、高有机物、高毒性、可生化性差等特点,其低成本、无害化处置已成为共性难题。亚临界水氧化技术具有反应快、氧化效果好、无二次污染等优点。本文基于研究现状探讨了反应机理,总结了温度、压强、催化剂、过氧倍数等影响污染物降解的因素,分析了难降解有机废水亚临界水氧化的可行性,展望了技术应用前景和发展趋势。     

废弃电容器油中多氯联苯的亚临界水还原脱氯

电容器油中的多氯联苯(PCBs)含有从二氯到五氯同族元素的多种同系物,对环境和人类健康具有潜在风险。通过化学还原合成纳米级零价铁(n-ZVI)粒子,并将其应用于在亚临界水中对多氯联苯的脱氯。合成的纳米铁颗粒的粒径在20~100 nm之间,比表面积34.1 m2/g。在330℃的亚临界水中处理1 h,纳米铁颗粒脱氯率超过40%,而铁粉脱氯率只有不到10%。纳米铁颗粒脱氯产物主要是苯基和低氯代联苯,而铁粉脱氯产物中仅能检测到少量的低氯代联苯。因此,在亚临界水通过离解提供氢源的条件下,纳米铁具有较铁粉更好的脱氯效果。     

海胆状钴铜双金属活化过硫酸钠降解土壤中六氯联苯

以自制海胆状CoCu双金属为催化剂,以过硫酸钠(SPS)为氧化剂,探索了该催化氧化体系对土壤中六氯联苯(PCB_(153))的降解效果及影响因素,初步揭示了氧化机理.结果表明,CoCu-CN能高效催化SPS,30 min后PCB_(153)降解率达到80%;Cl~-或HCO~-_3对该体系的氧化性能产生抑制作用,抑制作用随着Cl~-或HCO~-_3浓度的增加而逐渐增强.X射线光电子能谱(XPS)表征与猝灭自由基反应表明,Cu~0和Co~(2+)是CoCu-CN+SPS体系中活化SPS的主要物质,SO■和·OH是两种最主要的活性物质.     

超临界水氧化法降解甲胺磷的研究

实验研究了典型有机磷农药甲胺磷在超临界水中的氧化降解.结果表明,超临界水氧化技术能有效地降解甲胺磷,COD去除率最高可达97%以上.随着反应温度的升高、压力的增大、停留时间的延长和初始废水浓度的增大,COD去除率也随之提高.甲胺磷在超临界水中氧化降解的动力学方程为:-d[COD]/dτ=8.69×105exp(-9.61×104/RT)1.09[O2]0-0.38.     

亚临界水氧化技术处理草甘膦母液的应用研究

以亚临界水氧化为核心,结合膜分离、蒸发结晶等技术处理草甘膦母液。与传统处理工艺相比,该工艺处理过程高效、不产生二次污染物,同时又能够回收价值副产品。某草甘膦企业以该技术处理1 800 m³/d的草甘膦母液,工程运行结果表明：整体工艺运行稳定,盐份均实现资源化,COD去除率达93%以上,磷回收率达99%以上,处理后废水进入生化系统最终达标排放。经核算,工程运行成本为177.3元/t,考虑磷回收价值467.2元/t,处理母液可增收289.9元/t,表明亚临界水氧化技术处理草甘膦母液具有显著的经济效益和环境效益。     

溴化环氧树脂在亚临界醋酸体系中的降解特性

该文将废弃线路板中的溴化环氧树脂经过亚临界醋酸处理后,对其降解特性进行研究。考察不同温度、醋酸质量浓度和保温时间对溴化环氧树脂降解效果以及降解产物的影响。在亚临界醋酸环境下,当反应温度为220～260℃,保温时间为1～2 h,醋酸质量浓度为49.90%时,溴化环氧树脂能够完全降解,得到以双酚A、苯酚和异丙基苯酚为主的油相产物。在亚临界醋酸中可以快速溶胀并降解,溶胀现象能够增强醋酸对溴化环氧树脂的催化降解效果。降解产物中溴主要以HBr的形式存在于水相中。剩余固相产物中主要为玻璃纤维和铜箔,二者自动分层便于回收。该研究为废弃印刷线路板的无害化处理以及资源化利用提供了一种新方法。     

水氧化法降解高浓度食品废水中COD的实验研究

本文采用超临界水氧化法处理高浓度的食品废水,研究了不同温度、压力、反应时间等因素对高浓度食品废水降解效果的影响。研究结果表明:反应温度,压力和时间都影响高浓度食品废水COD的降解效果,升高温度、增大压力和延长反应时间都将提高废水的处理效果,在相同的反应时间下温度对处理效果的影响要大于反应压力。     

恶臭假单胞菌好氧降解高氯联苯的蛋白质组分析

利用固相pH梯度双向凝胶电泳分离恶臭假单胞菌以葡萄糖和Aroclor1260作为营养基质生长的菌株总蛋白,凝胶经银蓝显色后,采用PDQuest图像分析软件比较、分析识别差异表达蛋白,应用MOLDI-TOF-MS得到相应的肽质量指纹图谱,然后搜索数据库鉴定部分差异蛋白点.结果表明,获得了分辨率较高、重复性较好的不同营养基质条件下菌株蛋白的双向凝胶电泳图谱,比较分析共发现80个差异蛋白点,成功鉴定14个差异表达蛋白,包括应激应答蛋白、蛋白质生物合成、运载体和代谢相关酶类.提示与葡萄糖作为生长基质相比,菌体以多氯联苯作为碳源和能源生长时,产生应激,通过增强应激响应蛋白、蛋白质生物合成相关蛋白和相关代谢酶类的表达使细胞在胁迫条件下维持自身的稳定性与生长代谢.     

合成革DMF精馏塔残液超/亚临界水氧化及出水生化处理研究

针对合成革企业DMF精馏塔残液处理难题,采用高温高压反应釜开展精馏塔残液超/亚临界水氧化处理研究,通过MBBR工艺对氧化处理出水进行生化处理。结果表明：优化反应温度、反应时间、过氧系数均可显著提高残液的降解率,降解均呈先快后慢趋势;固液比对降解率的影响相对较小,与降解率呈负相关。最优反应条件为固液比1∶14、反应温度400℃、过氧系数175%,反应时间10 min,液相产物TOC、COD降解率为98.7%、99.5%。MBBR对COD、TN、NH₄⁺-N、TP具有较好的去除效果,最佳去除率分别为71.3%、92.9%、99.5%和55.6%。     

超临界水氧化法降解氧乐果的研究

实验研究了有机磷农药氧乐果在超临界水中的氧化降解．结果表明,超临界水氧化技术能有效地降解氧乐果废水．随着反应温度的升高、压力的增大、停留时间的延长,COD去除率也随之提高氧乐果在超临界水中氧化降解的动力学方程为：－d［COD］/dτ＝1.60eｘp（－2.25×10⁴/RT）［COD］^0.90［O₂］₀^-0.38［H₂O₀^0.053.     

超临界水氧化法处理皂素废水

皂素生产废水具有色度大、有机物浓度高、酸度大、盐分高等特点,是一种处理难度较大的中药废水.探讨了用超临界水氧化处理皂素废水的实验条件,考察了温度、压力、停留时间、氧化剂用量等参数对降解反应的影响.结果表明,反应温度、停留时间、氧化剂用量是影响降解反应的主要因素,压力对降解反应的影响不大.确定了最适宜的反应条件为:反应温度440%℃,反应压力24MPa,停留时间40s以上.氧气加入量为理论值的150%,此条件下COD去除率可达到99%以上.另外,实验较好地解决了超临界氧化技术中材料的腐蚀和盐的沉淀两大难题.     

Hydrothermal decomposition of pentachlorophenol in subcritical and supercritical water with sodium hydroxide addition

Hydrothermal decomposition of pentachlorophenol （PCP, C6HC150）, as the probable human carcinogen, was investigated in a tubular reactor under subcritical and supercritical water with sodium hydroxide （NaOH） addition. The experiments were conducted at a temperature range of 30（0-420℃ and a fixed pressure of 25 MPa, with a residence time that ranged from 10 s to 70 s. Under the reaction conditions, the initial PCP concentrations were varied from 0.25 to 1.39 mmol/L, and the NaOH concentrations were varied from 2.5 to 25 times of the concentrations of PCP. The result of this study showed that PCP conversion in supercritical water was highly dependent on the reaction temperature, residence time, and NaOH concentration. PCP conversion in subcritical water is, however, only dependent on reaction temperature. NaOH concentration and residence times were found to have little effect on PCP conversion in subcritical condition. It was found that NaOH concentration affected the dechlorinations of PCP in the supercritical water. The intermediates detected were proposed to be tetrachlorophenol and trichlorophenol, respectively.     

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.     

超临界水氧化降解有机物的定量构效关系研究

研究了邻苯二甲酸氢钾、辛基酚、硝基苯等20种有机物在超临界水氧化中的降解效果,探究了温度(325~525℃)和停留时间(30~360s)对超临界水氧化降解有机物的影响,并分析了20种有机物降解速率常数与量子化学参数之间的关系.结果表明,超临界水氧化法能够有效降解有机物,TOC去除率最高可达99%以上.随着反应温度的升高、停留时间的延长,TOC的去除率也随之提高,并且降解规律符合一级动力学.采用密度泛函理论,通过计算得到目标物的量子化学参数,再结合有机物降解的动力学常数进行相关性分析,结果发现,q(H+)、f(-)_(min)和f(0)_(min)与目标物降解率显著相关.     

乙醇废水的超临界水氧化处理工艺研究

研究了以超临界水氧化法（SCWO）处理乙醇废水的工艺过程，实验表明，一氧化碳和二氧化碳分别是反应中间产物和最终，550℃，25MPa,停留时间大于15s时，SCWO能将乙醇完全氧化为二氧化碳，达到稳彻底处理的目的，随停留时间增大，湿度升高，乙醇的去除率增大，而压力和氧气浓度的变化对过程没有显著影响。     

Decomposition kinetics of dimethyl methylphospate(chemical agent simulant) by supercritical water oxidation

Supercritical water oxidation （SCWO） has been drawing much attention due to effectively destroy a large variety of high-risk wastes resulting from munitions demilitarization and complex industrial chemical. An important design consideration in the development of supercritical water oxidation is the information of decomposition rate. In this paper, the decomposition rate of dimethyl methylphosphonate（DMMP）, which is similar to the nerve agent VX and GB（Sarin） in its structure, was investigated under SCWO conditions. The experiments were performed in an isothermal tubular reactor with a H2O2 as an oxidant. The reaction temperatures were ranged from 398 to 633℃ at a fixed pressure of 24 MPa. The conversion of DMMP was monitored by analyzing total organic carbon （TOC） on the liquid effluent samples. It is found that the oxidative decomposition of DMMP proceeded rapidly and a high TOC decomposition up to 99.99% was obtained within 11 s at 555℃. On the basis of data derived from experiments, a global kinetic equation for the decomposition of DMMP was developed. The model predictions agreed well with the experimental data.     

超临界水氧化处理垃圾渗滤液的响应面法优化

在间歇式反应釜上采用超临界水氧化法处理垃圾渗滤液.运用中心组合设计研究了反应温度（400~500 ℃）、压力（24~28 MPa）、反应时间（5~10 min）和氧化系数（1.5~2.5）,以及它们的交互作用对COD、氨氮去除率的影响,同时通过响应面法分析拟合出COD、氨氮去除率的二次回归方程,得到最优工艺条件.结果表明,各因素对COD去除率的影响主次作用排序为：反应压力>温度>氧化系数>反应时间;各因素对氨氮去除率的影响主次作用排序为：反应温度>压力>氧化系数>反应时间,而影响因素之间的交互作用对两者去除效果的影响却不明显.所得拟合方程对COD、氨氮去除率的预测误差分别小于±4%、±9%.拟合方程所得最佳实验条件为：时间5 min、温度496.05 ℃、压力27.69 MPa、氧化系数2.44,此时COD的去除率可以达到98.31%、氨氮去除率可以达到95.69%.     

藻毒素的性质及其处理研究进展

探讨了藻毒素的结构及其理化性质 ,系统总结迄今为止的各种藻毒素降解方法的研究进展 ,指出今后在藻毒素污染控制和处理方面进一步研究的方向