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常见的生物法在处理高浓度有机废水的过程中,周期长,对难降解有毒物质效果较差。而高浓度有机废水中的大分子有机物在高温下能彻底氧化分解,转化为二氧化碳、水、氮氧化物等小分子物质。在处理具有一定热值的高浓度有机废水时,采用焚烧法更为合理和经济。本文把浸没燃烧技术应用到高浓度有机废水的焚烧处理过程中,详述了浸没燃烧系统的设计流程,并自行设计制作了一台浸没燃烧装置,由燃烧器、燃烧室、浸没管、除雾器、排污口等组成。在管式炉上研究了焚烧温度、气氛对工业废水和苯酚溶液的焚烧特性及NOx、S02等排放产物的影响。研究表明,工业废水中含有一定量的有机物和碱金属盐,在管式炉的焚烧处理中可有效去除有机物,燃烧效率和COD去除率随着温度的升高而增加。在实验温度范围内,工业废水NOx的生成主要是快速型NOx和燃料型NOx;与工业废水不同的是,苯酚溶液不含有N元素,在燃烧过程中NOx的主要来源是快速型NOx。工业废水中含有有机硫化物及微量的硫酸在焚烧过程中会生成S02。在自行搭建的浸没燃烧装置上,开展了高浓度有机废水实验研究,探究了过量空气系数、二次风量、浸没深度、燃烧温度、废水混掺量等参数对高浓度有机废水焚烧特性及尾气排放的影响。研究表明:该工艺对高浓度有机废水中的有机物去除效果明显,二次风量、过量空气系数的增加可提高燃烧效率,降低CO排放;温度和浸没深度的增加都会导致尾部烟气中排放更多的NOx;随着温度和浸没深度的增加,COD去除率逐渐提高。在900℃以上,浸没深度达到20cm时,COD去除率可达到90%以上。利用Fluent对水平浸没管冷态下的气液流动进行研究。研究表明:气泡以圆帽状的形态形成后,向四周扩散,具有向下初速度的气泡,会向下穿透一段距离,然后再上升。在上升的过程中,气泡会挤压液体,气液两相流动作用明显,并且会导致压力波动;随着入口气流速度的增加,气液间的扰动强度增强,气泡群摆现象更加明显;随着浸没深度的增加,压力波动也会增加,气液两相作用更充分。在实际过程中,过大的压力波动会导致炉膛内燃烧不稳定,因此需要选择合适的浸没深度。