廢水中的有毒物質(zhì)有了“克星”——這就是“超臨界水氧化”。

當(dāng)溫度高于374°C，壓力大于22MPa（常壓為0.101MPa）的條件下，此時(shí)的水稱作超臨界水，其兼具氣體與液體的高擴(kuò)散性、高溶解性、高反應(yīng)活性及低表面張力等優(yōu)良特性。利用超臨界水作為特殊溶劑，可把有機(jī)物徹底“秒殺”。

上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院申哲民教授團(tuán)隊(duì)正是利用這一特性，研發(fā)出新型難降解高濃度高毒有機(jī)廢水處理技術(shù)與裝備。

運(yùn)行車間中的高壓空氣壓縮機(jī)運(yùn)行。 本文圖片均為上海交通大學(xué)提供

“整個(gè)過(guò)程可以看成是有機(jī)物在超臨界水中的燃燒過(guò)程。反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)分離裝置進(jìn)行固、液、氣分離，轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的水、無(wú)機(jī)鹽以及二氧化碳、氮?dú)獾葰怏w，并最終在生產(chǎn)和生活中得到回收利用。”申哲民告訴澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者。

目前，傳統(tǒng)的廢水處理方法，如生化法、物理法、反滲透膜過(guò)濾法，這些方法成本高，尚不能有效處理有機(jī)毒物廢水。隨著中國(guó)對(duì)企業(yè)排污標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，部分地區(qū)有多家化工企業(yè)因缺乏有效的廢水處理技術(shù)，導(dǎo)致廢水難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，面臨整改和關(guān)停。

儲(chǔ)水罐（2×20立方米）

申哲民稱，超臨界水氧化技術(shù)具有污染物去除率高、二次污染小、反應(yīng)迅速等優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是廢水處理技術(shù)中的“撒手锏”具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。他們結(jié)合課題組的“三因素”氧化機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)Fenton法、臭氧氧化等難有效降解的農(nóng)化、石油等有機(jī)廢水尤為適用。這項(xiàng)技術(shù)如能成功應(yīng)用于各化工、制藥行業(yè)等污水處理領(lǐng)域，就能有效提升流域內(nèi)重污染行業(yè)的控源減排能力。

高濃度有毒廢水大型化設(shè)備的核心部件的材料運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，對(duì)使用材料要求十分苛刻，要求材料同時(shí)具備高強(qiáng)度、耐高溫、高耐蝕、低成本、高安全穩(wěn)定的特性，因此超臨界水氧化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用被認(rèn)為是一項(xiàng)“世界性難題”，國(guó)內(nèi)外在污水處理領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的案例極少。

設(shè)備運(yùn)行

上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院?jiǎn)螑?ài)黨教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事高強(qiáng)度材料及耐熱耐高溫材料的相關(guān)研究，在對(duì)一些典型的高溫、耐腐蝕合金在實(shí)驗(yàn)室超臨界環(huán)境下的性能進(jìn)行了全面系統(tǒng)性地模擬與評(píng)估的基礎(chǔ)上，對(duì)篩選出的合金進(jìn)行了成分的優(yōu)化與改進(jìn)，且與寶鋼特鋼有限公司合作，制備出適用于超臨界水氧化設(shè)備的特種材料。

設(shè)備的處理能力和性能指標(biāo)目前在國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際上都處于較為領(lǐng)先的水平，提供了重污染行業(yè)中高濃度高毒難降解廢水處理的新型關(guān)鍵技術(shù)和裝備。

目前，超臨界水氧化技術(shù)目前已在部分化工園區(qū)獲得工業(yè)化應(yīng)用，建設(shè)了100噸/天“難降解高濃度有機(jī)廢水亞超臨界深度氧化處理示范工程”，經(jīng)過(guò)對(duì)園區(qū)內(nèi)廢水的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，采用超臨界水氧化工藝可直接處理達(dá)標(biāo)，處理效率高，且污泥產(chǎn)生量小，具有比較好的經(jīng)濟(jì)效益。