城市污泥超临界水氧化及反应热的实验研究

摘要

研究了间歇式反应器中城市污泥的超临界水氧化反应(SCWO).实验表明:污泥COD去除率可达到99.98%以上,随反应时间增加、温度升高,污泥COD去除率显著增大;压力对过程无显著的影响;氧化剂过量倍数小于一定程度时,对污泥的去除率影响显著,超过此值时则几乎没有影响.应用SCWO能快速实现污泥的减量减容和无害化处理,脱水污泥完全氧化后的残余固体质量仅为脱水污泥的8%;在450℃,经过95 s的反应时间后,反应液的化学需氧量即可小于40 mg·L-1.此外,藉反应介质焓值的变化探索了污泥SCWO的反应热,获得了反应过程中能量平衡时,污泥的最大含水率和最小有机物质量含量的方程.结果表明:污泥中有机物完全氧化释放的反应热为21319.15kJ·kg-1,在400℃、26 MPa条件下,当污泥中有机物质量含量超过3.0%时,SCWO反应即能实现能量的平衡--自热.