论文部分内容阅读
目前,有机物污染已经成为危害地球环境的首要问题。特别是苯胺等严重污染环境和危害人体健康的有害物质,其废水排放含量受到严格控制。因此,研究此类废水的处理将具有典型的实际意义。超临界水氧化法是一种处理有机废水的高级氧化技术。当水超过其临界点(TC=374℃、PC=22.1MPa)后,密度值、介电常数、离子积下降,氢键减少,以至于水成为一种具有高扩散性和优良传递特性的非极性介质,基于超临界水的特性而产生的超临界水氧化技术具有很多优越性。因此,本论文从超临界水的特性出发,阐述了超临界水氧化技术的特点,并对国内外有关超临界水氧化高浓度有机废水及超临界水反应动力学的研究工作进行了综述。在此基础上,利用较为先进的间歇式超临界水氧化反应实验装置,以光气生产过程所产生的高浓度苯胺废水与实验室自行配制的2,4-二氨基甲苯废水为研究对象,考察了这两种有机废水在超临界水中的氧化降解效率及其影响因素,并对2,4-二氨基甲苯在超临界水中的降解过程进行了CODcr去除动力学研究,得到了以下结论：1.超临界水氧化技术对高浓度有机废水有很好的处理效果。在实验条件下,两种废水的CODcr去除率分别达到了96.17%和99.38%,完全达到国家排放标准。说明超临界水氧化法是一种高效的废水处理技术。2.反应温度、压力、废水停留时间、氧化剂用量、PH值和催化剂的选择是影响反应的主要因素。提高反应温度与反应压力,延长废水停留时间,增大氧化剂的用量或加入某些催化剂,均能使有机物氧化的CODCr去除率增大。这些影响因素中,温度、停留时间与氧化剂用量对CODCr去除率的影响明显,PH值对反应影响效果较弱。3.实验以热力学PR方程结合幂函数方程描述了2,4-二氨基甲苯超临界水氧化的动力学规律,2,4-二氨基甲苯氧化降解的活化能Ea=63.1±1.67kJ/mol,指前因子A=103.71±0.12,对CODcr的反应级数为1.143,对氧化剂的反应级数为0.376。动力学回归的残余标准方差比较小,去除率Xc计算值与实验值较吻合,水样在385-420℃、26MPa的反应条件下的超临界水中氧化反应速率方程式为：r=103.71exp(?)[C]1.143[O]0.3764.经超临界水氧化法处理后的难生化有机污染物,其可生化性将大大提高。5.在实验过程中,腐蚀问题的出现对反应器的密封性能产生了负面作用,导致有少量刺激性气味的氨气泄出,影响处理效果；同时盐沉积所带来的管道堵塞问题也需要采取一定的措施。