發(fā)布時間：2020-05-28 20:01

【摘要】：電鍍污泥作為典型的兼具高有機(jī)污染物濃度以及高重金屬污染物濃度的危險廢物,無法合理高效的處置電鍍污泥一直是電鍍行業(yè)發(fā)展的限制因素。超臨界水氧化技術(shù)作為一種清潔高效的污染物處置技術(shù),得益于超臨界水的特性,在污染物處置領(lǐng)域有著無可比擬的優(yōu)勢。研究表明超臨界水氧化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物和重金屬污染物的同時去除。因此本研究將該技術(shù)引入電鍍污泥的處理中,通過研究得出適宜工作參數(shù)并探究技術(shù)可行性,為電鍍污泥的處置開辟新思路,研究了超臨界水氧化技術(shù)處理高含鐵電鍍污泥過程中,重金屬的穩(wěn)定化過程以及有機(jī)污染物的降解規(guī)律。本文的主要內(nèi)容為:(1)實(shí)驗(yàn)采用間歇式反應(yīng)釜,研究了反應(yīng)溫度623～823K,氧化系數(shù)0～2,等不同反應(yīng)條件對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。結(jié)果表明,化學(xué)需氧量(COD)降解率隨溫度的升高,氧化系數(shù)的增大而增大,最大值可達(dá)到92%。對污泥中有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn),反應(yīng)溫度達(dá)到823 K時,反應(yīng)速率常數(shù)k=0.01381;而COD降解的反應(yīng)活化能為37.411 KJ/mol。當(dāng)溫度大于723K,氧化系數(shù)在0.5至1.5時,總有機(jī)碳(TOC)的降解效果明顯得到提高,而當(dāng)氧化系數(shù)達(dá)到1.5時,增大氧化系數(shù)對TOC降解影響變得不在顯著,此時若想繼續(xù)提高TOC的降解率則需要將反應(yīng)溫度繼續(xù)提高。(2)溫度較低時(623～723 K),增大氧化系數(shù)對重金屬從液相產(chǎn)物中的析出轉(zhuǎn)移到固相產(chǎn)物中的影響效果不大,當(dāng)溫度逐漸增大的同時,提高氧化系數(shù)對重金屬轉(zhuǎn)化的影響變得顯著。從化學(xué)形態(tài)轉(zhuǎn)化結(jié)果的角度來說,超臨界水氧化技術(shù)對于電鍍污泥中的鋅和鉻的穩(wěn)定化起到了積極的作用,有效的促進(jìn)了鋅和鉻從不穩(wěn)定的形態(tài)向穩(wěn)定的形態(tài)轉(zhuǎn)化,降低了鋅和鉻的生態(tài)毒性和生物可利用性,從而降低了鋅和鉻對環(huán)境的潛在威脅。對于原污泥以及不同反應(yīng)條件下的固相產(chǎn)物進(jìn)行了基于固體廢物浸出毒性浸出方法——醋酸緩沖溶液法浸出毒性測試。結(jié)果顯示,經(jīng)過不同條件下超臨界水氧化處理后的固相產(chǎn)物中Zn,Cr的浸出毒性分別都發(fā)生了明顯的下降,總體呈現(xiàn)出反應(yīng)溫度越高,固相產(chǎn)物中Zn,Cr浸出毒性越低的規(guī)律。(3)對不同條件下的固相產(chǎn)物進(jìn)行了 XRD,SEM以及EPMA分析,發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高以及氧化系數(shù)的增大,固相產(chǎn)物中的Zn,Cr,Fe明顯地從非晶體形態(tài)向晶體化合物轉(zhuǎn)化,生物可利用性與生態(tài)毒性大幅降低,穩(wěn)定性增強(qiáng)。電鍍廢水加入大量含鐵絮凝劑之后,使得生化處理技術(shù),水泥固化技術(shù)等傳統(tǒng)處理技術(shù)處理難度增大。與之相比,超臨界水氧化技術(shù)卻能很好的應(yīng)對這一問題。
【圖文】：

需要考慮選擇耐高溫高壓和強(qiáng)腐蝕材料，并要克服因鹽沉積導(dǎo)致的堵塞問題。目逡逑前通常使用的材料有邋ＳＳ３１６、Ｉｎｃｏｎｅｌ６００、Ｉｎｃｏｎｅｌ６２５邋和邋ＨａｓｔｅＨｏｙＣ２７６。反應(yīng)器逡逑的形式分可為管式（見圖１－５［３６］）、罐式（見圖１－６［３７］）、蒸發(fā)壁式（見圖卜７［３８］）逡逑等諸多形式。逡逑１１逡逑

著亞臨界區(qū)的溫度；二來又可以將反應(yīng)產(chǎn)生的濃鹽水帶出反應(yīng)設(shè)備。經(jīng)過超臨界逡逑水氧化處理后的大部分凈化水通過反應(yīng)設(shè)備上端的出水管排出，其余則同濃鹽水逡逑從反應(yīng)設(shè)備底端排出。圖１－７所示的是蒸發(fā)壁式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)簡圖。蒸發(fā)壁式逡逑反應(yīng)器可以有效解決鹽沉積這一超臨界水氧化技術(shù)工業(yè)化推廣的難題，其基本原逡逑理是干凈的水通過多孔壁泵入反應(yīng)器中，徑向流過多孔蒸發(fā)壁，將超臨界水氧化逡逑反應(yīng)流體限定在反應(yīng)器中心區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，避免腐蝕性物質(zhì)接觸反應(yīng)器壁，同時析逡逑出的鹽顆粒懸浮于高速流動相中，防止鹽沉積。逡逑滲透水逡逑Ｗ９邋ｍ邋ｍｍ邋ＪＬ邐ｍ逡逑反應(yīng)室邋？＊邐ｎ邐＼逡逑Ａ逡逑承壓外殼：Ｉ邐Ｉ：逡逑—＾４逡逑Ｖ邋Ｂ邐栟逡逑多孔內(nèi)殼：邐｜逡逑＼邋：邐？逡逑＾邐＊逡逑ｉ邐！邐＿逡逑？邐§瞻逡逑廢水和邋ｆ邐」逡逑氧化劑邐＊反應(yīng)出水逡逑圖１－７蒸發(fā)壁式反應(yīng)器逡逑Ｆｉｇ．邋１－７邋ｅｖａｐｏｒａｔｉｖｅ邋ｗａｌｌ邋ｒｅａｃｔｏｒ逡逑１．２．３超臨界水熱燃燒技術(shù)簡介逡逑當(dāng)有機(jī)物的濃度和溫度超過其起燃臨界值時，超臨界水氧化反應(yīng)會以燃燒的逡逑形式進(jìn)行，，稱為超臨界水熱燃燒。與無焰的超臨界水氧化反應(yīng)相比，超臨界水熱逡逑燃燒在有機(jī)廢物處理方面具有以下幾方面優(yōu)勢：逡逑１３逡逑
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X781.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2685758