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能动学院
超临界水氧化处理高浓度印染废水及印染污泥
来源: 日期:2014年10月17日 10:09 点击数:


项目名称:超临界水氧化处理高浓度印染废水及印染污泥
负责人:王树众
联系电话:029-82665157
Email:szwang@mail.xjtu.edu.cn
所在学院:能动学院

项目简介:

1项目背景和意义

在我国工业的四大重点COD排放行业中,纺织印染业的COD排放量位居第四位。2011年,纺织印染业的废水排放量达到24.08亿吨,占本年度工业废水排放量的11.3%,已经成为全世界一个严重的环境问题。2012年,我国重新修订了《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-2012,相对于1992年颁布的排放标准GB4287-92对纺织印染工业的排放水质提出了更高的要求。《印染行业“十二五”发展规划》中针对“十二五”印染行业的发展目标规定,到2015年,印染行业主要污染物排放比2010年下降10%。

印染废水具有水量大、可生化性差、色度大、水质变化大等特点,每排放1吨印染废水,就能污染20吨水体;每处理1000吨印染废水将产生10吨湿污泥(含水率97%)。另外印染污泥由于含有染料、浆料、助剂等,成分非常复杂,其中染料的结构具有硝基和氨基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素,具有较大的生物毒性,属于危险废物。因此对高浓度印染废水处理以及印染污泥的处置势在必行。然而,随着印染加工工艺的发展,大大提高了废水中浆料和助剂的稳定性,进而为印染废水的传统处理方法增加了难度。混凝法处理废水的COD去除率一般为30~60%;过程中还会产生大量的印染污泥,导致处理成本增加。生物处理方法的菌体不稳定;废水的色度很难有效去除,还需后续处理。电解法处理印染废水COD去除率仅为20~50%;处理过程中电量、电极材料消耗大。

2超临界水氧化技术

超临界水氧化技术(Supercritical Water Oxidation,简称SCWO)是利用水在超临界状态下所具有的特殊性质,使氧化剂和有机物完全溶解在超临界水中并发生均相氧化反应,迅速、彻底地将有机物转化成无害化的CO2、N2、H2O等小分子化合物。与其它传统处理技术相比,超临界水氧化技术具有以下优势:有机物去除率可达99.9%以上;有机物质量浓度达到2%以上时,系统能够实现自热;反应空间密闭,不带来二次污染;反应时间短,设备结构简单,占地面积小。

处理工艺对比

项目

催化湿式氧化工艺

混凝-厌氧-好氧工艺

印染污泥干化焚烧联合工艺

SCWO

工艺流程

简单

复杂

复杂

简单

处理条件

200~280℃

35℃~55℃

750℃~1000℃

400℃~600℃

占地面积

较多

较少

处理时间

1~2h

24~30h

1~2h

1~10min

处理负荷COD mg/L

1000~2000

500~2000

>100000

>30000

二次污染

去除不彻底、需后续处理

污泥产生量大

NOx、SO2、二噁英等

运行费用元/t

25~30

4~5

84元/t湿污泥(86%含水率)

10.7

3高浓度印染废水及印染污泥超临界水氧化处理系统

超临界水氧化处理印染废水及印染污泥系统流程图

技术优势及经济性:

在600℃、25MPa的条件下,印染混合废水SCWO处理后出水可直接回用于印染工艺;

通过产生饱和蒸汽的方式利用超临界水氧化系统的余热;

工艺简单,自动化程度高;

高浓度的印染废水和印染污泥进入SCWO系统进行无害化处理,无需生化处理环节,处理量500t/d的系统占地面积约2500m2 ,系统设备投资3790万,处理费用10.7元/t废水;

具有自主知识产权,已经获得国家发明专利授权38项。

4市场应用前景

市场容量大。2011年,我国印染废水的年排放量达到19.26亿吨,待处理的印染污染物量巨大,处理量500t/d的SCWO设备将需要100万套,富余热量可用来加热饱和蒸汽,年蒸汽收益可达到720亿元/a;反应后的出水可100%回用,年回用水收益约16亿元/a;节省污泥处置补贴6.9亿元/a。

良好的社会环境效益。SCWO处理印染污染物,可在几分钟内达到99.9%以上的去除率,无二次污染,有效地解决印染行业污染物处理难题,实现资源循环利用,促进印染行业的可持续发展。

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