超临界水氧化技术(点击这里查看详细介绍)是指在温度和压力高于水的临界温度（374.3℃）和压力(22.1MPa)之上的反应条件下，以超临界水为反应介质，以空气或氧气为氧化剂，将水中有机污染物彻底氧化成CO2和H2O的过程。该技术适用于处理含有机污染物的任何废液及废弃固体。 超临界水氧化技术适于处理各种环境污染物，包括居民日常生活垃圾，城市下水道污水污泥，农业生产以及工业过程产生的各种有害废物。本节介绍了超临界水氧化技术在环境废物处理方面的应用。
3.3.1生活垃圾的处理
沐浴粉城市生活垃圾处理利用的正确方针是减量化、无害化、资源化。目前，我国城市生活垃圾处理方法主要以填埋、焚烧和堆肥为主。填埋法只能对垃圾进行处置，而不能彻底破坏和分解废物，起不到减量化的要求。填埋和焚烧处理存在释放有害物质到环境中的可能性，二次污染控制比较困难。填埋法和堆肥需要占用大量的土地，不符合中国人口众多、土地资源有限
的实际国情。Jin等研究了胡萝卜和牛油为代表的生活垃圾在超临界水中的氧化行为，其C、N、水以及主要组分见表10，反应是在5.9ml的间歇反应器内，盐浴升温，20s即达到反应温度。实验条件见表11。机械制图标题栏
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实验结果见图15，胡萝卜和牛油在第一分钟的降解十分迅速，随后的几分钟则很缓慢。这意味着降解可能分两个阶段，早期阶段降解迅速，而后期则是先前生成的降解中间产物是难以降解的物质，造成反应速率很慢。木制工艺品加工
图16为胡萝卜和牛油在超临界水中降解一分钟后残余物GC/MS谱分析结果，发现两种情况下乙酸均是主要成分。图17为TOC和剩余乙酸的有机碳随时间变化曲线。反应初期，TOC和乙酸的有机碳相差很大，随反应时间延长，差距逐渐消失。这意味着反应一分钟后，TOC为乙酸所贡献。胡萝卜和牛油降解的第二阶段主要是乙酸的降解。而乙酸本身是一种主要的相对稳定的有机物超临界水氧化降解中间产物。在这一过程中，TOC单调降解，而反应即会形成中间产物乙酸，又会有乙酸本身的降解，因此，应该存在乙酸浓度的最大值。然而，反应时间超过一分钟后，乙酸有机碳含量呈单调下降趋势。这说明在图中所示的反应时间范围内，乙酸的形成非常缓慢，并且乙酸的氧化反应成为反应速率控制步骤。反应物气体产物除了CO2外，还有CO、CH4等。说明与氧化反应同时进行的有热分解反应。 Mizuno等研究了以宠物饲料为代表的城市固体废物在超临界水中的氧化，狗饲料含有蛋白质、脂肪、纤维素、无机物等，是生物质废物典型代表，其中蛋白质为含氮有机物，研究表明含氮有机物在超临界水中形成NH4+中间产物，十分难降解。狗饲料成分见表12，含有20%蛋白质、7.0%脂肪、3.0%纤维素、7.0%灰和63%其他物质。狗饲料经干燥、破碎加入到间歇反应器内，以双氧水为氧化剂进行反应。生产H
反应产物包括固体、液体和气体。固体组分由于量太少而无法分析，主要气体产物为CO2、N2。图18为氧气量和反应温度对TOC降解率的影响。反应温度从673-823 ℃,压力恒定为28MPa。当过氧量为100%，反应温度高于723K时，液相产物TOC低于检测限。
氧化反应过程产生各种有机酸中间产物，如图19所示，其中主要的有机酸为乙酸，占总有机酸量的85-90%，丙酸是第二大有机酸，另有少量异戊酸。当723K，过氧量超过100%时，有机酸中间产物几乎不再产生。
乙酸和氨是含碳和含氮有机物超临界水氧化过程产生的难降解中间产物。Li等提出了下面的含碳和含氮有机物超临界水氧化反应途径。
图20为不同反应温度下液相产物中TOC与反应时间半对数坐标图，高温时TOC降解迅速，每一温度下的数据点连成直线，表明反应为一级反应。图21为不同温度下，反应温度对液
相产物中NH4+离子浓度影响半对数坐标图。由图20和图21可以看出，相同温度下，NH4+离子的分解比TOC的降解慢的多。达到相同的转化率，NH4+离子需要更高的反应温度和更长的停留时间，充分说明NH4+离子的难降解性。
3.3.2污水污泥
废水经过生物法处理后，会产生大量污泥。对于含大量水分的污泥一般要先脱水，然后采用焚烧或直接填埋的方法处理。填埋没有及时处理有害污染物，不是环境保护长远之计。焚烧技术费用高、且产生烟尘，危害公众健康。超临界水氧化法是一种有效的处理各种有害有毒物质的技术，包括污水以及高密度的污泥。由于过程本身排放洁净气体，相对于传统焚烧等易排放二恶英和废气等热处理技术，SCWO成为一种优越的焚烧替代技术。1995年瑞典Chematur Engineering化学工程公司(CEAB)取得美国Eco Waste Technologies(EWT)公司SCWO技术。据EWT报道，有机污泥脱水至含有机物浓度为10%-15%时，由于氧化反应自生热量，过程可以得到最佳经济效益。1999年CEAB公司获得了EWT公司SCWO技术垄断权，其推出的SCWO市场化商标称为Aqua Critox?，过程流程如图22。日本Shinko Pantec公司获得CEAB技术许可，已建立了1100kg/h的SCWO中试装置。Shinko Pantec公司预测SCWO技术在日本的主要市场是下水污泥处理，于2000年7月在日本神户（Kobe）建造了一家下水道污泥处理厂。
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