超临界水氧化技术是以水为介质,利用在超临界条件(温度>374 ℃,P>22.1 MPa)下不存在气液界面传质阻力来提高反应速率并实现完全氧化。同焚烧、湿式催化氧化相比,超临 界水氧化具有污染物完全氧化、二次污染小、设备与运行费用相对较低等优势。该技术在20 世纪80年代中期由美国学者Modell提出,成为继光催化、湿式催化氧化技术之后国内外专家的研究热点。
处于超临界状态下的水兼具液态和气态水的性质,其可连续变化的密度、低静电介质常数、低粘滞度等特性使超临界水成为一种具有高扩散能力、高溶解性的理想反应介质,可以利用温度 与压力的变化来控制反应环境、协调反应速率与化学平衡、调节催化剂的选择活性等,也可以通过不同物质溶解度对超临界流体的依赖性,实现反应与分离在同一反应器内完成。
超临界水具有如下的特点:
(1)水中几乎所有的有机物在几秒至几分钟内,与氧气或空气中的氧进行氧化、分解,分解率为99.99%以上,有机污染物转化成无害的CO2、水、氮气等;
(2)无机盐类溶解度很低,以固体形式被分离出来或回收利用,例如造纸黑液经处理后可回收碱。处理后的水也成为洁净的水;
(3)当被处理的废水或废液中的有机物浓度在3%--10%时,就可以依靠反应过程中释放的反应热来维持反应所需的热量平衡,不需外界加热;
(4)污水在密闭环境中,反应彻底,不排放污染物,有利于有毒有害物的处理。