超临界水氧化有机废水的影响因素

『壹』 超临界流体萃取技术的基本原理，工艺流程，基本特点及主要影响因素

超临界流体(SCF)的特性
超临界流体(SCF)是指物体处于其临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上状态时，向该状态气体加压，气体不会液化，只是密度增大，具有类似液体的性质，同时还保留气体的性能。
超临界流体兼具气体和液体的优点，其密度接近于液体，溶解能力较强，而黏度与气体相近，扩散系数远大于一般的液体，有利于传质。另外，超临界流体具有零表面张力，很容易渗透扩散到被萃取物的微孔内。因此，超临界流体具有良好的溶解和传质特性，能与萃取物很快地达到传质平衡，实现物质的有效分离。
超临界流体萃取分离的原理
超临界流体萃取分离过程是利用其溶解能力与密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子质量大小的不同成分萃取出来。然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则自动完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，并将萃取分离的两个过程合为一体。
超临界流体萃取的溶剂
超临界流体萃取过程能否有效地分离产物或除去杂质，关键是萃取中使用的溶剂必须具有良好的选择性。目前研究的超临界流体种类很多，主要有二氧化碳、水、甲苯、甲醇、乙烯、乙烷、丙烷、丙酮和氨等。近年来主要还是以使用二氧化碳超临界流体居多，因为二氧化碳的临界状态易达到，它的临界温度(Tc=30.98℃) 接近室温，临界压力(Pc=7.377 MPa)也不高，具有很好的扩散性能，较低的表面张力，且无毒、无味、不易燃、价廉、易精制等特点，这些特性对热敏性易氧化的天然产品更具吸引力
超临界流体萃取主要特点
超临界流体技术在萃取和精馏过程中，作为常规分离方法的替代，有许多潜在的应用前景。其优势特点是：
（1）使用SFE是最干净的提取方法，由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留的溶剂物质，从而防止了提取过程中对人体有害物的存在和对环境的污染，保证了100%的纯天然性；
（2）萃取和分离合二为一，当饱和的溶解物的CO2流体进入分离器时，由于压力的下降或温度的变化，使得CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不仅萃取的效率高而且能耗较少，提高了生产效率也降低了费用成本；
（3）超临界萃取可以在接近室温(35～40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。
（4）CO2是一种不活泼的气体，萃取过程中不发生化学反应，且属于不燃性气体，无味、无臭、无毒、安全性非常好；
（5）CO2气体价格便宜，纯度高，容易制取，且在生产中可以重复循环使用，从而有效地降低了成本；
（6）压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数，通过改变温度和压力达到萃取的目的，压力固定通过改变温度也同样可以将物质分离开来；反之，将温度固定，通过降低压力使萃取物分离，因此工艺简单容易掌握，而且萃取的速度快。
超临界流体萃取过程的主要影响因素
(1)萃取压力的影响
萃取压力是SFE最重要的参数之一，萃取温度一定时，压力增大，流体密度增大，溶剂强度增强，溶剂的溶解度就增大。对于不同的物质，其萃取压力有很大的不同。
(2)萃取温度的影响
温度对超临界流体溶解能力影响比较复杂，在一定压力下，升高温度被萃取物挥发性增加，这样就增加了被萃取物在超临界气相中的浓度，从而使萃取量增大；但另一方面，温度升高，超临界流体密度降低，从而使化学组分溶解度减小，导致萃取数减少。因此，在选择萃取温度时要综合这两个因素考虑。
(3)萃取粒度的影响
粒度大小可影响提取回收率，减小样品粒度，可增加固体与溶剂的接触面积，从而使萃取速度提高。不过，粒度如过小、过细，不仅会严重堵塞筛孔，造成萃取器出口过滤网的堵塞。
(4)CO2流量的影响
CO2的流量的变化对超临界萃取有两个方面的影响。CO2的流量太大，会造成萃取器内CO2流速增加，CO2停留时间缩短，与被萃取物接触时间减少，不利于萃取率的提高。但另一方面，CO2的流量增加，可增大萃取过程的传质推动力，相应地增大传质系数，使传质速率加快，从而提高SFE的萃取能力。因此，合理选择CO2的流量在SFE中也相当重要。
超临界流体萃取的过程是由萃取和分离2个阶段组合而成的。根据分离方法的不同，可以把超临界萃取流程分为：等温法、等压法和吸附法，如图2所示。
3.1 等温变压萃取流程
等温条件下，萃取相减压，膨胀，溶质分离，溶剂CO2经压缩机加压后再回到萃取槽，溶质经分离器分离从底部取出。如此循环，从而得到被分离的萃取物。该过程易于操作，应用较为广泛，但能耗高一些。
3.2 等压变温萃取流程
等压条件下，萃取相加热升温，溶质分离，溶剂CO2经冷却后回到萃取槽。过程只需用循环泵操作即可，压缩功率较少，但需要使用加热蒸汽和冷却水。
3.3吸附萃取流程
萃取相中的溶质由分离槽中的吸附剂吸附，溶剂CO2再回到萃取槽中。吸附萃取流程适用于萃取除去杂质的情况，萃取器中留下的剩余物则为提纯产品。
其中,前两种流程主要用于萃取相中的溶质为需要的精制产品，第三种流程则常用于萃取产物中杂质或有害成分的去除。
超临界流体具有许多不同于一般液体溶剂的物理化学特性，基于超临界流体的萃取技术具有传统萃取技术无法比拟的优势，近年来，超临界流体萃取技术的研究和应用从基础数据、工艺流程到实验设备等方面均有较快的发展。
但由于对超临界流体本身尚缺乏透彻的认识，对其化学反应、传质理论以及反应中热力学的本质问题研究有待深入，而且超临界流体萃取分离技术需要高压装置，因而对工艺设备的要求往往也比较高，需要有较大的投入等原因的客观存在，因此目前超临界流体的大规模实际应用还存在诸多问题需要进一步解决。
目前国际上超临界流体萃取与造粒技术的研究和应用正方兴未艾，技术发展应用范围包括了：萃取(extraction)，分离(separation)，清洗(cleaning)，包覆(coating)，浸透(impregnation)，颗粒形成(particle formation)与反应(reaction)。德国，日本和美国已处于领先地位，在医药，化工，食品，轻工，环保等方面研究成果不断问世，工业化的大型超临界流体设备有5000L～10000L的规模，日本已成功研制出超临界色谱分析仪，而台湾亦有五王粮食公司运用超临界二氧化碳萃取技术进行食米农药残留及重金属的萃取与去除。
目前国际上超临界流体萃取的研究重点已有所转移，为得到纯度较高的高附加值产品，对超临界流体逆流萃取和分馏萃取的研究越来越多。超临界条件下的反应的研究成为重点， 特别是超临界水和超临界二氧化碳条件下的各类反应，更为人们所重视.超临界流体技术应用的领域更为广泛，除了天然产物的提取，有机合成外还有环境保护，材料加工，油漆印染，生物技术和医学等；有关超临界流体技术的基础理论研究得到加强，国际上的这些动向值得我们关注。
由于超临界二氧化碳萃取技术在萃取后能将二氧化碳再次利用，把对环境的污染降至最低，所以未来传统工业若是能以超临界二氧化碳当作主要溶剂，那现在我们这颗唯一的地球，便能得到舒缓。
21世纪的化学工业，医药工业等必须通过调整自身的产业结构和产品结构，研究开发清洁化生产和绿色工业的新工艺和新技术。超临界流体技术就是近30年来迅速发展起来的这样一种新技术.我们应当从这个战略高度来认识超临界流体技术研究和推广应用的重要性，制定研究规划，加大投入，加强对该技术的基础和应用研究，使它真正用于工业化生产，造福于人类，造福于社会。

『贰』 超临界状态的水有腐蚀性，为什么

超临界水是指温度和压力均高于其临界点的稠密流体,与标准状态水相比具有一些版特殊性质,水中的氢键几权乎不存在.因此,超临界水具有极低的介电常数和良好的扩散、传递性能,从而具有很好的溶剂化特征。
其独特的性质包括:烃类等非极性有机物与极性有机物一样可完全与超临界水互溶，氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳等气体也都能以任意比例溶于超临界水中，无机物尤其是盐类在超临界水中的溶解度很小。
超临界水还具有很好的传质、传热性质。

『叁』 超临界水氧化技术能够处理废水吗

超临界水来氧化技术能处理废源水及污泥。
超临界水氧化反应使污水和污泥完全彻底分解：有机物中的碳转化为二氧化碳，氢转化为水。硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐。氮转化为氮气。重金属经氧化后以稳定固相存于灰分中。
总结超临界水氧化主要技术特点包括，有机物降解率超过99%，减容率超过90% ；不产生二恶英、硫氧化物、氮氧化物、飞灰等二次污染物；分钟级反应时间 ；工艺流程短，占地面积小 ；反应过程自热，无需外部热源
；出水可达国家一级标准 ；灰渣中重金属浸出率低于国家标准 。

『肆』 为什么水会有超临界状态

超临界水
超临界水

密闭的容器中对水加压，水的沸点就会提高。当压力达到个大气压、温度达到374℃时，因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同。此时，水的液体和气体便没有区别，完全交融在一起，成为一种新的呈现高压高温状态的气体。这时，水便由一般状态变成为“超临界水”。上述使水气交融的压力和温度，被称作“临界点”。超过“临界点”状态的水，就是超临界水。

经过科学家的研究证明，超临界水具有两个显著的特性。一是具有极强的氧化能力，将需要处理的物质放入超临界水中，充入氧和过氧化氢，这种物质就会被氧化和水解。有的还能够发生自燃，在水中冒出火焰。另一个特性是可以与油等物质混合，具有较广泛的融合能力。这些特点使超临界水能够产生奇异功能。

现在，世界上有许多国家都在进行“超临界水”的研究和开发利用。德国采用超临界水，在500℃时通入氧，然后对聚氯乙烯塑料进行处理。有99％被分解，很少有氯化物产生，从而避免了过去燃烧塑料产生有毒氯化物对环境污染的问题。目前，应用超临界水对爆炸物和含水量大的废弃物也能够进行分解。大量的研究成果相继出现，取得了喜人的成效。

超临界水的研究和开发，在日本受到高度重视，并把它列入高新科技开发研究计划，投入了大量的资金和人力。并在环境保护方面用于处理废旧塑料、下水污泥、有害物质等项目。如利用超临界水回收甲苯二胺，处理时间只需30分钟，仅为酸催化剂的二十分之一，回收效率可以高达80％。而且，回收品能够再利用，作为制造聚氨基甲酸乙树脂的原料。这种方法还可以将电线塑料外皮制成灯油和煤油，回收率也可以达到80％，而且所用的时间比热分解方法大大缩短。日本研究人员采用超临界水，在400℃、300个大气压的条件下，对燃烧灰烬中有毒物质进行氧化处理，几乎全部被分解，从而达到了无害化。据报道，日本化学技术战略机构正在计划将超临界水用于发电技术。

『伍』 超临界水氧化技术的原理

所谓超临界，是指流体物质的一种特殊状态。当把处于汽液平衡的流体升温升压时，热膨胀引起液体密度减小，而压力的升高又使汽液两相的相界面消失，成为均相体系，这就是临界点。当流体的温度、压力分别高于临界温度和临界压力时就称为处于超临界状态。超临界流体具有类似气体的良好流动性，但密度又远大于气体，因此具有许多独特的理化性质。
水的临界点是温度374．3℃、压力22．064MPa，如果将水的温度、压力升高到临界点以上，即为超临界水，其密度、粘度、电导率、介电常数等基本性能均与普通水有很大差异，表现出类似于非极性有机化合物的性质。因此，超临界水能与非极性物质(如烃类)和其他有机物完全互溶，而无机物特别是盐类，在超临界水中的电离常数和溶解度却很低。同时，超临界水可以和空气、氧气、氮气和二氧化碳等气体完全互溶。
由于超临界水对有机物和氧气均是极好的溶剂，因此有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行，反应不存在因需要相问转移而产生的限制。同时，400～600℃的高反应温度也使反应速度加快，可以在几秒的反应时间内，即可达到99%以上的破坏率。有机物在超临界水中进行的氧化反应，可以简单表示为：
酸+Na0H一无机物
超临界水氧化反应完全彻底：有机碳转化为CO2，氢转化为H20，卤素原子转化为卤离子，硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐，氮转化为硝酸根和亚硝酸根离子或氮气。而且超临界水氧化反应在某种程度上和简单的燃烧过程相似，在氧化过程中释放出大量的热量。
为了进一步加快反应速度、减少反应时间和降低反应温度，使超临界水氧化技术能充分发挥出自身的优势，对催化超临界水氧化技术处理废水的研究正在日益兴起。

『陆』 超临界水氧化（scwo）技术处理有机废水，固废物。工作环境是怎么样的，过程中自动化程度高吗

超临界是一种高温高压下直接氧化废水固废的处理装置，反应器为反回应釜。设备完善的答的话总体工作环境还是不错的，操作人员不会直接和废水、固废接触。自动化程度根据厂家而定，由于该技术尚未成熟，自动化控制应该还不够完善。
目前该技术的主要风险是压力容器压力大（想想家用压力锅就知道了），反应温度压力不易控制，反应釜内残渣较多，容易积渣。另外，SCWO对反应器材质要求很高，一般钢材腐蚀速度很快。这也需要经常性的检修以防范风险。

『柒』 影响环境中有机污染物挥发的因素有哪些

一、空气污染 空气中主要污染物有二氧化硫、氮氧化物、粒子状污染版物、酸雨、氟化权物、铅及其化合物。
二、地面水污染 地面水中主要污染物有氨氮、石油类、高锰酸盐指数、生化需氧量、挥发酚、汞和氰化物。
三、噪声
四、土壤污染 土壤污染物有下列4类：
①化学污染物。包括无机污染物和有机污染物。前者如汞、镉、铅、砷等重金属，过量的氮、磷植物营养元素以及氧化物和硫化物等;后者如各种化学农药、石油及其裂解产物，以及其他各类有机合成产物等。
②物理污染物。指来自工厂、矿山的固体废弃物如尾矿、废石、粉煤灰和工业垃圾等。
③生物污染物。指带有各种病菌的城市垃圾和由卫生设施（包括医院）排出的废水、废物以及厩肥等。
④放射性污染物。主要存在于核原料开采和大气层核爆炸地区，以锶和铯等在土壤中生存期长的放射性元素为主。

『捌』 超临界水处理为什么可以高效处理有机废水

超临界状复态下，水具有特殊的溶解制度：烃类等非极性有机物与极性有机物一样，可完全与超临界水互溶，空气、氧气、一氧化碳、二氧化碳等气体也能以任意比例溶于超临界水。同时超临界流体的粘度接近气体，扩散系数介于气体和液体之间，因而超临界水既具有普通水对溶质有较大溶解度
的特点，又具有气体易于扩散和运动的特性，传质速率大大高于液相过程。当向超临界状态的废水中，加入氧或其它氧化剂时，对有机污染物的氧化反应、速率都会快了许多。

『玖』 什么事超临界水氧化

先跟你说一下什么是临界，就是水形成蒸汽后无论压力多大都不会液化版的温度叫临界温度，权水的临界温度是374.3度。超临界那就是超过这个温度了，当水的温度超过这个温度后原来溶解于水中的氧以原子态存在，氧化能力是非常强的，会对锅炉本体造成气体，就是你说的超临界水氧化。

『拾』 超临界水氧化技术有哪些问题有待解决

超临界水氧化技术来有哪些源问题有待解决
超临界水氧化技术能处理废水及污泥。
超临界水氧化反应使污水和污泥完全彻底分解：有机物中的碳转化为二氧化碳，氢转化为水。硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐。氮转化为氮气。重金属经氧化后以稳定固相存于灰分中。
总结超临界水氧化主要技术特点包括，有机物降解率超过99%，减容率超过90% ；不产生二恶英、硫氧化物、氮氧化物、飞灰等二次污染物；分钟级反应时间 ；工艺流程短，占地面积小 ；反应过程自热，无需外部热源；出水可达国家一级标准 ；灰渣中重金属浸出率低于国家标准 。