超臨界水氧化法處理城市污水處理廠活性污泥.pdf

1、超臨界水氧化是一種高效的處理有機(jī)廢水和廢物的氧化技術(shù)，受到國(guó)內(nèi)外高度重視。水處于臨界點(diǎn)(374℃，22.1MPa)以上的高溫高壓狀態(tài)時(shí)稱(chēng)為超臨界水。超臨界水具有特殊的性質(zhì)，能與空氣、氧氣和有機(jī)物以任意比混溶形成均相，消除了相間的傳質(zhì)阻力。氧氣與超臨界水生成·HO2、HO·、O·等具有強(qiáng)氧化性的自由基，廢水中的有機(jī)物在超臨界水中與HO·等發(fā)生自由基反應(yīng)，生成H2O、CO2、N2和鹽類(lèi)。大多數(shù)有機(jī)物在數(shù)分鐘內(nèi)被去除（去除率可達(dá)99％）。

2、r>　　 本文以上海市松江污水處理廠活性污泥為處理對(duì)象，污泥中含有豐富的有機(jī)物、腐殖質(zhì)和氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，還含有大量重金屬元素及致病菌和寄生蟲(chóng)。該廠處理的廢水為生活污水和工業(yè)廢水的混合廢水，采用A/O生物脫氮工藝，污泥處理采用中溫厭氧消化后離心脫水，經(jīng)處理后的出水直接排入黃浦江。經(jīng)測(cè)定，活性污泥含水率為99％，干污泥熱值為3479.36Kcal/kg，相當(dāng)于煙煤熱值的一半，干污泥中重金屬含量較高，其中Cr、Ni、Zn含量最高。

3、r>　　 在了解超臨界水的性質(zhì)，超臨界水氧化的特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外超臨界水氧化技術(shù)研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)活性污泥的超臨界水氧化法處理進(jìn)行比較深入的實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)改變反應(yīng)影響因素探索活性污泥超臨界水氧化法處理的氧化行為，測(cè)定了在不同反應(yīng)條件下，活性污泥中各成分的去除效率，并研究了排放尾氣有害氣體濃度與超臨界水氧化反應(yīng)影響因素的聯(lián)系，然后研究了活性污泥SCWO法處理的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)和活性污泥超臨界水氧化法處理的化學(xué)反應(yīng)熱。
　　 超臨界水氧化

4、法處理活性污泥有很好的效果，出水CODcr和SS都得到明顯的去除，在最佳反應(yīng)壓力26MPa、過(guò)氧比1.6條件下，當(dāng)反應(yīng)溫度520℃，停留時(shí)間達(dá)6min時(shí)，污泥CODCr去除率達(dá)93.86％，出水SS去除率達(dá)96.82％，出水色度較低。TN的去除效率較CODcr底，這與這于污泥中有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮類(lèi)物質(zhì)較難氧化去除有關(guān)。出水重金屬離子濃度較低，本文檢測(cè)的六中重金屬離子，只有總鎘超標(biāo)，這與活性污泥中鎘離子含量較高有關(guān)。污泥的重金屬離子污染一直以

5、來(lái)是污泥處理的一個(gè)難以解決的問(wèn)題，超臨界水氧化法處理可以有效去除污泥中的重金屬元素。
　　 通過(guò)對(duì)活性污泥的超臨界水氧化反應(yīng)排放氣體的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)排放氣體中有CO、SO2、NOx等有害氣體，其中CO為主要污染氣體，SO2、NOx含量很少。CO是有毒氣體，在水中的溶解度甚低，但易溶于氨水。SO2、NOx氣體在水中可溶解，大部分氣體溶解在水中，少部分在尾氣中。提高超臨界水氧化反應(yīng)的氧化降解效率可以減少CO氣體的生成量。
　　

6、研究發(fā)現(xiàn)，超臨界水氧化法處理活性污泥，溫度對(duì)活性污泥CODcr氧化降解的活化能Ea為64.95kJ/mol，頻率因子k0值為14.06×103。活性污泥在發(fā)生超臨界水氧化反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生一定量的熱量。通過(guò)計(jì)算，本文中當(dāng)污泥SWCO的氧化率為90％時(shí)，活性污泥SWCO過(guò)程釋放的反應(yīng)熱Q為68.00～86.47kJ/L。不足以維持反應(yīng)所需的熱量。是由于活性污泥總固體含量含量較低，只有1％，理想的進(jìn)水總固體含量應(yīng)為6～9％，COD值應(yīng)為100，0