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《大连理工大学》 2013年
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超临界水氧化处理复杂成分有机废水特性研究

马明奇  
【摘要】:水在超临界状态(647.3K,22.12MPa)下为非极性物质,氧气和非极性有机物可以以任意比例溶解,以超临界水为介质可使反应物充分混合,提高热反应速率,从而使有机物与氧气等非极性物质快速反应。超临界水氧化(SCWO)技术可以快速的将有机物分解成水和二氧化碳等,因其清洁性和高效性,成为处理复杂成分有机废水的一种有效方法。 本文以染料废水、吡啶废水及焦化废水为研究对象,以过氧化氢为氧化剂,研究超临界水氧化法处理复杂成分有机废水的特性。主要研究内容如下: (1)在连续式高压反应釜中,考察超临界水氧化处理分散蓝染料人工合成废水的处理效果。研究表明,在温度390℃,压力25MPa,停留时间18.75s,氧化剂裕度3的条件下,染料废水的CODcr去除率和色度去除率分别达到90%和99%以上。提高温度、压力、停留时间、氧化剂裕度有助于废水中有机物的氧化。温度大于390℃时,受水密度降低的影响,CODCr去除率随温度升高而降低。染料的色度去除率随各操作因素的变化趋势与CODCr去除率一致。 (2)对吡啶废水进行超临界水氧化处理,并将处理结果与染料废水进行比较。结果表明,吡啶的处理效率低于染料废水,各操作参数对吡啶废水的影响趋势与染料废水基本一致。在温度420℃,压力25MPa,停留时间12.78s,氧化剂裕度5的条件下,吡啶的转化率超过60%。吡啶的超临界水氧化反应时间较短(小于10s),虽然密度随反应温度升高而降低,缩短了反应时间,但不会影响处理结果。 (3)将一定比例的苯胺、喹啉、对氯苯酚进行配比,作为人工合成焦化废水,经超临界水氧化处理后,CODcr去除率达到80%以上。对液相产物中N元素的分布进行分析,结果表明,氮元素主要以N03--N和NH4+-N的形式存在。随着温度、压力、氧化剂裕度的增加,液相产物中N03--N的浓度降低,NH4+-N的浓度升高。停留时间的变化对N元素分布的影响较小。液相产物中几乎没有.NO2-N存在。 (4)对实验数据进行回归分析,建立染料废水、吡啶废水、焦化废水的氧化动力学模型。将动力学拟合结果与实验数据进行比较,结果表明,该模型可以比较好的预测实验现象。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X703

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