超临界水氧化技术处理含酚废水

项目简介

含酚废水主要来源于焦化、煤气、炼油和以苯酚或酚醛为原料的化工、制药等生产过程，其来源广、数量多、危害大，是各国水污染控制中列为重点解决的有毒有害废水之一。2011年，我国废水排放量约652亿吨，其中含酚废水排放量约5110万吨。

该类废水具有以下特点：

来源广：主要来自石油加工及煤化工行业，占含酚废水排放量的 68%；

排放量大：以年产40亿 Nm3天然气的煤气化站为例，排放的含酚煤气化废水约为770t/h；每生产 1 吨石油化工产品，约排放废水40m3 ；

难处理：污染物浓度高，COD达10000mg/L，其中酚高达7000mg/L，NH3-N达5000mg/L；成分复杂，除酚外，还含脂肪族化合物，杂环类化合物和多环芳烃；水质变化幅度大，COD变化系数达2.3；

强毒性：致畸、致癌、致突变。当酚浓度超过10mg/L 时,鱼类等水生植物不能生存。该类废水已列入危废名录。

对该种废水的有效处理成为困扰水处理行业的一个难题。

超临界水氧化技术（SCWO）是一种新型高效的高浓度难降解有机废水处理技术。该技术在超临界水（温度>374℃，压力>22.2MPa）环境下，并在过量氧的参与下，有机物发生以自由基为主导的氧化反应，使废水中含碳有机物迅速彻底的氧化为二氧化碳和水，具有反应迅速、彻底、清洁环保的优点。近年来，该技术在高浓度难降解有机废水的处理中受到了越来越多的关注。研究表明，该技术对含酚5000mg/L 的废水无需经预处理即可使出水酚浓度低于0.1mg/L，达到国家GB8978-1996排放标准。

技术创新性和领先性

目前，含酚废水处理工艺主要为以生物法为核心的组合工艺，即预处理工艺（如氨氮吹脱、蒸氨脱酚等）-生物法-后续深度处理工艺（如高级氧化法、化学沉淀法等）。这种组合工艺虽然能最终使废水达标排放，单仍存在以下问题：

工艺流程复杂，必须有严格的预处理工段及高效的深度处理；酚、氨浓度要求较高，进生化工段酚浓度需低于300mg/L，氨浓度低于30mg/L；处理不彻底，生化段COD 降解率仅为80%左右；产生二次污染：每处理 10000 吨废水约有3~4吨污泥产生，污泥中含有 PAHs、重金属等有害物质危废污泥产生，属于危险废弃物，对其的进一步处理是含酚废水常规方法处理所带来的一个难点。

市场及效益分析

以处理500t/d煤气化含酚废水为例：SCWO系统工艺中SCWO的实际处理量为100t/d，与“蒸氨脱酚—生化—混凝”传统工艺相比，工艺投资分别为2500、1500万元；SCWG-SCWO工艺每处理1吨废水费用为20元/t，“蒸氨脱酚—生化—混凝”处理费用为40元/t。“SCWG-SCWO”与“蒸氨脱酚—生化—混凝”工艺相比，年节约365万元，3年即可收回所多出的投资费用。

含酚废水主要来源于石油化工行业和煤化工行业。以中国石化综合配套加工能力1.68亿吨为例，排放废水约67.2亿m3。采用SCWO工艺，运行费用为1344亿元，采用常规生化法的运行费用高达2688亿元。

以年产40亿 Nm3天然气的煤气化站为例，排放的含酚煤气化废水约为770t/h，采用SCWO工艺，运行费用为37万元/天，年运行费用1.35亿元。采用常规生化法，处理费用为40元/t 废水，运行费用74万元/天，年运行费用达2.7亿元。采用SCWO工艺较常规生化法年节约1.35亿元。十二五期间，规划煤制天然气产能达600亿Nm3/年，据此核算，废水排放量将增至11550t/h，年排放量约10116万吨。采用SCWO工艺处理废水将较常规生化法年节约20亿元。