水的臨界點是溫度374.3℃、壓力22.05MPa,如果將水的溫度、壓力升高到臨界點以上,即為超臨界水(SCW),其密度、粘度、電導率、介電常數等基本性能均與普通水有很大差異,表現出類似于非極性有機化合物的性質。因此,超臨界水能與非極性物質(如烴類)和其他有機物完全互溶,同時超臨界水還可以和空氣、氧氣、氮氣和二氧化碳等氣體完全互溶,而無機物特別是鹽類在超臨界水中的電離常數和溶解度則很低。利用超臨界水的特殊性質,可對各類含有機質的廢物進行高效徹底的處理。
超臨界水對有機物和氧氣均是極好的溶劑,因此有機物的氧化可以在富氧的均一相中進行,反應不存在因需要相間轉移,同時400~600℃的高反應溫度也使反應速度大大加快,反應過程可在短時間內完成。
超臨界水氧化反應完全徹底:有機碳轉化為二氧化碳,氫轉化為水,鹵素原子轉化為鹵離子,硫和磷分別轉化為硫酸鹽和磷酸鹽,氮轉化為硝酸根和亞硝酸根離子或氮氣,重金屬經氧化后以穩定固相存于灰分中。
超臨界水氧化技術主要技術特點:
有機物降解率超過99%,減容率超過90%
不產生二噁英、二氧化硫、氮氧化物等二次污染物
分鐘級反應時間
工藝流程短,占地面積小
反應過程自熱,無需外部熱源
出水可達國家一級標準
灰渣中重金屬浸出率低于國家標準
超臨界水氧化技術可處理液態、半固態、粉末狀有機廢物及含有持久性難降解有機物質(POPs)的廢物。
超臨界氧化技術可處理的主要廢物:
市政行業:市政及工業污水處理廠污泥
制藥行業、農藥行業:抗生素菌渣、母液、合成廢液、蒸餾殘渣、有機溶劑、污泥、高濃廢液等
化工行業:反應殘渣、蒸餾殘渣、焦油及焦油狀廢物、污泥、有機溶劑、高濃廢液等
石油開采及煉化:廢礦物油、油泥、浮渣、乳化液、堿渣、污泥、釜殘液、廢白土等
機械加工:切削液、乳化液、除油液、廢油等
表面處理:除油液、有機溶劑、污泥、脫膜液、油墨、鍍槽廢液等
軍工行業:炸藥紅水、火箭推進劑廢水、污泥等
其他行業:有機污泥、含多氯聯苯類廢物(PCBs)等
超臨界水氧化:
新奧集團從2008年起啟動超臨界水氧化技術研發,從小試到中試,先后自主開發了4套不同規模的超臨界反應裝置,開展試驗400余次,累計運行時間超過6000小時,獲取了有關污泥、藥渣、釜殘液、廢乳化液、廢有機溶劑等多種污染物處理的大量基礎數據。
通過6年的研發試驗,采用新奧自有技術建造的6t/d超臨界水氧化中試裝置實現了連續穩定運行,同時完成了百噸級工藝包的開發,形成了80余項具有自主知識產權的技術專利,其中PCT專利達到7項,涵蓋了工藝、設備、控制、預處理、后處理和耐腐蝕材料等各個方面,建立了較為完整的專利體系。
廢水處理:
針對工業廢水處理尤其是煤化工濃鹽水的處理,新奧集團進行了長期的技術研發,在廢水的預處理技術、生物處理技術和深度處理技術方面積累了40余項技術專利,形成了煤化工水處理系統低成本零排放的成套技術組合。
廢水處理領域主要專利技術:
高效生物組合填料技術 高效生物接觸氧化技術
高效曝氣生物濾池 高效泥水分離一體化活性污泥池
免排水岸基維護曝氣系統 二氧化碳抑垢技術
流化床誘導結晶水軟化技術 過氧化氫催化氧化技術
微量臭氧催化氧化技術 低溫超濃鹽水蒸發技術
水煤漿氣化灰水除硬技術