央廣網(wǎng)上海6月4日消息（記者吳善陽）工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域容易產(chǎn)生大量難降解高濃度廢水，特別是有機毒物廢水處理更是其中難啃的一塊硬骨頭，有效的廢水處理技術(shù)和裝備是關(guān)鍵。上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院申哲民教授研究團隊經(jīng)過10年艱苦的技術(shù)攻關(guān)，與上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院單愛黨教授團隊強強聯(lián)合、研發(fā)出新型難降解高濃度高毒有機廢水處理技術(shù)與裝備，攻克了超臨界水氧化技術(shù)處理高濃度高毒難降解有機廢水在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用時面臨的高壓、堵塞、腐蝕、大型化和穩(wěn)定性等一系列技術(shù)難題，設(shè)備的處理能力和性能指標目前在國內(nèi)乃至國際上都處于較為領(lǐng)先的水平，為重污染行業(yè)中的高濃度高毒難降解廢水處理提供了新型關(guān)鍵技術(shù)和裝備。

　　廢水處理“撒手锏”秒殺有毒有機物

　　俗話說，一物降一物，廢水中的有毒有機物也有“天敵”，它就是“超臨界水氧化”。溫度高于374°C、壓力大于22MPa（常壓為0.101MPa）的的水稱作超臨界水，兼具有氣體與液體的高擴散性、高溶解性、高反應(yīng)活性及低表面張力等優(yōu)良特性，能與有機物完全互溶，同時還可以大量溶解空氣中的氧，而無機物特別是鹽類在超臨界水中的溶解度則很低。利用超臨界水作為特殊溶劑，水中的有機物和氧氣可以在極短時間內(nèi)完成徹底的氧化反應(yīng)，把有機物徹底“秒殺”。

　　申哲民教授研究團隊使用的正是這種廢水處理技術(shù)。“整個過程可以看成是有機物在超臨界水中的燃燒過程。反應(yīng)產(chǎn)物通過分離裝置進行固、液、氣分離，轉(zhuǎn)化為無毒無害的水、無機鹽以及二氧化碳、氮氣等氣體，并最終在生產(chǎn)和生活中得到回收利用。”申哲民表示，該技術(shù)具有污染物去除率高、二次污染小、反應(yīng)迅速等優(yōu)勢，被認為是廢水處理技術(shù)中的“撒手锏”，可以“秒殺”一切有機物，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。結(jié)合課題組的“三因素”氧化機理研究發(fā)現(xiàn)，對Fenton法、臭氧氧化等難有效降解的農(nóng)化、石油、制藥等有機廢水尤為適用。如能成功應(yīng)用于各化工、制藥行業(yè)等污水處理領(lǐng)域，可有效提升流域內(nèi)重污染行業(yè)的控源減排能力，為我國工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

　　材料“特種兵”解決廢水處理裝備核心難題

　　超臨界水氧化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用被認為是一項“世界性難題”，國內(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。上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院單愛黨教授團隊長期從事高強度材料及耐熱耐高溫材料的相關(guān)研究，在對一些典型的高溫、耐腐蝕合金在實驗室超臨界環(huán)境下的性能進行全面系統(tǒng)性地模擬與評估的基礎(chǔ)上，對篩選出的合金進行成分的優(yōu)化與改進，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4種特種材料，這4種材料就像是4個特種兵，各司其職，為超臨界水氧化設(shè)備的穩(wěn)定安全運行保駕護航。

　　在保證超臨界水氧化設(shè)備不同部件材料具有良好的使用壽命、穩(wěn)定安全的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)設(shè)備產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用成本控制的需求，單愛黨研究團隊針對超臨界設(shè)備運行的特點，構(gòu)建了超臨界水氧化設(shè)備用材料的功能化梯度式配置技術(shù)，優(yōu)化并完善了超臨界水氧化設(shè)備高強度高溫耐蝕材料組合體系，使設(shè)備制造成本大幅度降低，并且設(shè)備整體運行效率得到保證。

　　申哲民團隊和單愛黨團隊共同完成了20噸/天連續(xù)式超臨界水氧化設(shè)備（以下簡稱設(shè)備）的設(shè)計、制造和安裝。設(shè)備集成脫鹽、連續(xù)排渣、脫氨氮、能量再利用等系統(tǒng)，從設(shè)計上有效縮短工藝流程，減少一次性投資費用，并且可對反應(yīng)后的蒸汽熱量進行再利用，有效降低運行成本。申哲民表示，投資一套日處理量達每天20噸的超臨界水氧化設(shè)備初期設(shè)備建造費用較為適中；噸運行直接成本≤200元/噸，運行成本低于目前現(xiàn)有處理工藝（膜處理、離子交換、焚燒等），具備服務(wù)于大型化工園區(qū)的化工廢水和危險廢物處置能力。

　　同時，團隊開發(fā)了一種超臨界水氧化處理廢水的阻垢劑，可去除水體的硬度，促進水體中的難溶類有機物質(zhì)和水體混溶，在超臨界條件下形成爆燃促進氧化燃燒，具有提升自燃效率、清除積炭、清潔管路、消除污垢等功能。有效提升超臨界水氧化設(shè)備的高效持續(xù)穩(wěn)定的運行，使得對廢水的處理更加徹底。

　　工業(yè)化應(yīng)用未來可期

　　據(jù)了解，超臨界水氧化技術(shù)目前已在部分化工園區(qū)得到工業(yè)化應(yīng)用，建設(shè)了100噸/天“難降解高濃度有機廢水亞超臨界深度氧化處理示范工程”。經(jīng)過對園區(qū)內(nèi)廢水的檢測發(fā)現(xiàn)，采用超臨界水氧化工藝可以直接處理達標，處理效率高，且污泥產(chǎn)生量小，具有較好的經(jīng)濟效益。

　　“‘十二五’期間我們與上海市環(huán)境工程設(shè)計科學(xué)研究院、寶鋼特鋼公司、江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院、中交天津航道局和上海老港廢棄物處置公司等多家單位合作進行產(chǎn)業(yè)化試點，有效支撐國家‘水專項’在污水處理領(lǐng)域高尖技術(shù)的發(fā)展。未來我們會在該示范性工程的基礎(chǔ)上，針對國家對生態(tài)環(huán)境提出的高標準以及現(xiàn)階段處理技術(shù)的不足，不斷改進技術(shù)和設(shè)備以適應(yīng)不同類型的有機廢水處理，降低成本，未來可廣泛應(yīng)用于廢水處理，為我國的廢水治理貢獻力量。”申哲民表示。