[发明专利]针对难降解有机废水内循环流化床型超临界水氧化系统

说明书

本发明公开了针对难降解有机废水内循环流化床型超临界水氧化系统，难降解有机废水在废水缓冲罐由物料泵进入内循环流化床反应器，与作为氧化剂的空气发生超临界水氧化反应，经加药泵与存储在加药罐中的催化剂促进反应，一方面反应后无机盐与催化剂等渣体进入储渣罐，无机盐经软化水溶解后与催化剂分离，催化剂再次进入加药罐；另一方面，反应后形成的高温流体经高温旋风分离器分离，分离出的催化剂固体再次进入内循环流化床反应器，而高温流体进入到废水储存罐对新鲜物料进行预热。本技术方案中可以有效分离无机盐和催化剂，并且系统中催化剂能够循环使用，更提高了系统整体经济性。

【技术领域】

本发明涉及超临界水处理有机废物领域，特别涉及针对难降解有机废水内循环流化床型超临界水氧化系统。

【背景技术】

近几年，随着工业的快速发展，工业废水量排放呈逐年增加趋势，2016年，全国工业废水排放量超200亿吨，其中农药废水年排放量超3亿吨，医药废水年排放量超5.3亿吨，印染废水年排放量超20亿吨，其难降解，普遍具有有机污染物浓度高、高氨氮与高无机盐等特点，有机废水成分复杂、有机物浓度高、含盐量高、高毒性、可生化性差。利用传统处理方法如生化等难以实现废水的彻底降解，焚烧法不仅会产生硫氧化物、氮氧化物、二噁英等二次污染物，还存在运行成本高等问题。

作为在废水处理方面具有显著技术优势的超临界水氧化法(Supercriticalwater oxidation，简称SCWO)，既能实现有机物的高效彻底降解，又绿色环保，不会产生二次污染等环境问题。此外，该技术的运行成本低于常规处理方法。

超临界水(Supercritical Water，简称SCW)是指温度和压力均高于其临界点(Tc＝374.15℃，Pc＝22.12MPa)的特殊状态的水。超临界水氧化(Supercritical WaterOxidation,SCWO)是利用超临界水独特的理化性质来实现有毒有害有机污染物的高效氧化降解。在超临界水体系中，氧气、空气、过氧化氢、水及绝大多数有机物可以任意比例互溶，气液相界面消失，超临界水氧化体系成为均相反应体系，消除了相间的传质传热阻力，从而加快了反应速度，可在几秒至几分钟内将有机物彻底氧化降解为CO₂、H₂O、N₂及其他一些有机小分子化合物，对大多数有机废物的去除率高达99.9％。此外，无机盐类在SCW中的溶解度极低，容易被分离出来，处理后的液体为洁净的水；当有机废水中有机物质量浓度超过3％时，可以依靠反应放热维持系统热量平衡，无需外界补充热量；设备体积小、安全性好、符合封闭性要求。超临界水氧化技术在处理难降解、有毒有害有机物方面表现出了极大的技术优势。其同时处理的有机物范围宽，也可适用于液态、半液态、粉末状等各类有机废物。

但也由于超临界水的某些特殊性质，在利用该技术处理高浓、高氨氮、高盐等难降解有机废水时，也存在一些问题：

由于水到达临界状态时，水的介电常数急剧减小，且水的介电常数随着温度的增加而减少，使得超临界水对非极性有机物有着良好溶解能力，同时，超临界水对无机盐的溶解度降低，因此，在利用该技术处理高浓高盐废水时，反应器壁面会出现盐结晶并最终沉积的现象，降低反应效率。

高浓难降解有机废水多含蛋白质、脂肪、苯类、多环芳烃类等有机物，在超临界水氧化处理过程中会产生难以降解的乙酸、氨氮等中间产物，因此在处理该种废水时，多在反应物中添加活性及稳定性高的催化剂以提高去除效率，但由于目前采用的反应器多为管式反应器，催化剂在使用完成后会被流体带走，不能循环利用，造成催化剂的浪费。

由于在超临界水氧化过程中，反应过程中析出的无机盐与添加的催化剂作为固体颗粒会混在一起，目前系统中所采用的气液分离、液固分离装置或气液固三相分离装置只能将气、液、固三相分离，并不能有效解决沉积盐与催化剂的有效分离，分离效率低。

【发明内容】