央廣網(wǎng)上海6月4日消息（記者吳善陽(yáng)）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(jī)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(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)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?jiǎn)螑?ài)黨教授團(tuán)隊(duì)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、研發(fā)出新型難降解高濃度高毒有機(jī)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(jī)廢水在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用時(shí)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(biāo)目前在國(guó)內(nèi)乃至國(guó)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(jī)物

　　俗話說(shuō)，一物降一物，廢水中的有毒有機(jī)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(kuò)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(jī)物完全互溶，同時(shí)還可以大量溶解空氣中的氧，而無(wú)機(jī)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(jī)物和氧氣可以在極短時(shí)間內(nèi)完成徹底的氧化反應(yīng)，把有機(jī)物徹底“秒殺”。

　　申哲民教授研究團(tuán)隊(duì)使用的正是這種廢水處理技術(shù)。“整個(gè)過(guò)程可以看成是有機(jī)物在超臨界水中的燃燒過(guò)程。反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)分離裝置進(jìn)行固、液、氣分離，轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的水、無(wú)機(jī)鹽以及二氧化碳、氮?dú)獾葰怏w，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(shì)，被認(rèn)為是廢水處理技術(shù)中的“撒手锏”，可以“秒殺”一切有機(jī)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(jī)理研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)Fenton法、臭氧氧化等難有效降解的農(nóng)化、石油、制藥等有機(jī)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(guó)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(rèn)為是一項(xiàng)“世界性難題”，國(guó)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?jiǎn)螑?ài)黨教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事高強(qiáng)度材料及耐熱耐高溫材料的相關(guān)研究，在對(duì)一些典型的高溫、耐腐蝕合金在實(shí)驗(yàn)室超臨界環(huán)境下的性能進(jìn)行全面系統(tǒng)性地模擬與評(píng)估的基礎(chǔ)上，對(duì)篩選出的合金進(jìn)行成分的優(yōu)化與改進(jìn)，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(gè)特種兵，各司其職，為超臨界水氧化設(shè)備的穩(wěn)定安全運(yùn)行保駕護(hù)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(ài)黨研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)超臨界設(shè)備運(yùn)行的特點(diǎn)，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(qiáng)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(yùn)行效率得到保證。

　　申哲民團(tuán)隊(duì)和單愛(ài)黨團(tuán)隊(duì)共同完成了20噸/天連續(xù)式超臨界水氧化設(shè)備（以下簡(jiǎn)稱設(shè)備）的設(shè)計(jì)、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(jì)上有效縮短工藝流程，減少一次性投資費(fèi)用，并且可對(duì)反應(yīng)后的蒸汽熱量進(jìn)行再利用，有效降低運(yùn)行成本。申哲民表示，投資一套日處理量達(dá)每天20噸的超臨界水氧化設(shè)備初期設(shè)備建造費(fèi)用較為適中；噸運(yùn)行直接成本≤200元/噸，運(yùn)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(xiǎn)廢物處置能力。

　　同時(shí)，團(tuán)隊(duì)開(kāi)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(jìn)水體中的難溶類有機(jī)物質(zhì)和水體混溶，在超臨界條件下形成爆燃促進(jìn)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(yùn)行，使得對(duì)廢水的處理更加徹底。

　　工業(yè)化應(yīng)用未來(lái)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(jī)廢水亞超臨界深度氧化處理示范工程”。經(jīng)過(guò)對(duì)園區(qū)內(nèi)廢水的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，采用超臨界水氧化工藝可以直接處理達(dá)標(biāo)，處理效率高，且污泥產(chǎn)生量小，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　“‘十二五’期間我們與上海市環(huán)境工程設(shè)計(jì)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(jìn)行產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn)，有效支撐國(guó)家‘水專項(xiàng)’在污水處理領(lǐng)域高尖技術(shù)的發(fā)展。未來(lái)我們會(huì)在該示范性工程的基礎(chǔ)上，針對(duì)國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境提出的高標(biāo)準(zhǔn)以及現(xiàn)階段處理技術(shù)的不足，不斷改進(jìn)技術(shù)和設(shè)備以適應(yīng)不同類型的有機(jī)廢水處理，降低成本，未來(lái)可廣泛應(yīng)用于廢水處理，為我國(guó)的廢水治理貢獻(xiàn)力量。”申哲民表示。