超临界水氧化处理五氯硝基苯生产废水研究.pdf

分类号: 单位代码:10110
学号:s20070217


中北大学
硕士学位论文

超临界水氧化处理五氯硝基苯
生产废水的研究






硕士研究生刘威
指导教师柴涛
学科专业环境工程



2010年6月1日
图书分类号 密级非密
UDC



硕士学位论文


超临界水氧化处理五氯硝基苯生产废水的研究





指导教师(姓名、职称) 柴涛教授
申请学位级别硕士
专业名称环境工程
论文提交日期 2010 年 4 月 26 日
论文答辩日期 2010 年 6 月 1 日
学位授予日期________年______月______日
论文评阅人王增长王保民
答辩委员会主席卫静莉




2010 年 6 月 1 日
原创性声明

本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下,
独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文
不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究
作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的
法律责任由本人承担。

论文作者签名: 刘威日期: 2010-6-1

关于学位论文使用权的说明

本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定,其中包
括:①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;
②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文;③
学校可允许学位论文被查阅或借阅;④学校可以学术交流为目的,复
制赠送和交换学位论文;⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容
(保密学位论文在解密后遵守此规定)。

签名: 刘威日期: 2010-6-1

导师签名: 柴涛日期: 2010-6-1
超临界水氧化处理五氯硝基苯生产废水的研究

摘要

针对五氯硝基苯(PCNB)废水在应用普通生化方法时存在的处理成本高、
生化降解困难、处理效率低等问题,本文提出尝试用超临界水氧化技术(SCWO)
进行解决。以五氯硝基苯生产废水为研究对象,以氧气作为氧化剂,在
HXDK-01-A 间歇式反应器内进行超临界水氧化和催化超临界水氧化(CSCWO)
试验研究。实验结果标明,超临界水氧化法和催化超临界水氧化法对五氯硝基苯
生产废水有很好的处理效果。
超临界水氧化试验采用了正交试验和单因素试验相结合的试验方案,深入
研究了 SCWO 技术在处理五氯硝基苯废水方面的应用,考察了反应温度、反应
压力、停留时间等因素对五氯硝基苯生产废水中有机物降解效率的影响作用,判
断出影响氧化处理效果的主次顺序为温度、压力、时间,并得到最佳工艺条件为
反应温度 500℃、反应压力 28MPa、停留时间 30s。
选取纳米 TiO2、ZnO,分析纯 Cu(NO3)2、 Zn(NO3)2 、Fe(NO3)3 和 Na2CO3
等作为催化剂进行催化超临界水氧化试验研究,实验结果表明,催化剂的引入可
以提高反应速率、降低反应温度和压力,能够缓和 SCWO 苛刻的反应条件。同
时,催化剂还可以显著提高 COD 的去除率,达到节能与高效的目的。非均相催
化剂中,采用 TiO2/ZnO 双金属组合催化氧化的效率高于单一金属,均相催化剂
Zn(NO3)2 和 Fe(NO3)3 的催化效率相差无几,且都高于 Cu(NO3)2 催化效率,Na2CO3
的催化效果最高,并探讨了催化反应的催化机理。
通过对实验数据的回归分析,建立了五氯硝基苯模拟废水在超临界水中氧化
反应的动力学方程,并在分析过程中,引入了诱导时间的概念,对传统的幂指数
方程进行了修正。

关键词:超临界水氧化,五氯硝基苯生产废水,催化氧化,催化机理,动力学
Study on Supercritical Water Oxidation of
Pentachloronitrobenzene Wastewater

Abstract

In order to resolve problems of high cost, low destruction efficiency and
difficulties in biochemical degradation faced to pentachloronitrobenzene(PCNB)
wastewater, supercritical water oxidat