上海交大研发超临界水氧化设备获重大进展

央广网上海6月4日消息(记者吴善阳)工业生产领域容易产生大量难降解高浓度废水,特别是有机毒物废水处理更是其中难啃的一块硬骨头,有效的废水处理技术和装备是关键。上海交通大学环境科学与工程学院申哲民教授研究团队经过10年艰苦的技术攻关,与上海交通大学材料科学与工程学院单爱党教授团队强强联合、研发出新型难降解高浓度高毒有机废水处理技术与装备,攻克了超临界水氧化技术处理高浓度高毒难降解有机废水在产业化应用时面临的高压、堵塞、腐蚀、大型化和稳定性等一系列技术难题,设备的处理能力和性能指标目前在国内乃至国际上都处于较为领先的水平,为重污染行业中的高浓度高毒难降解废水处理提供了新型关键技术和装备。

俗话说,一物降一物,废水中的有毒有机物也有“天敌”,它就是“超临界水氧化”。温度高于374°C、压力大于22MPa(常压为0.101MPa)的的水称作超临界水,兼具有气体与液体的高扩散性、高溶解性、高反应活性及低表面张力等优良特性,能与有机物完全互溶,同时还可以大量溶解空气中的氧,而无机物特别是盐类在超临界水中的溶解度则很低。利用超临界水作为特殊溶剂,水中的有机物和氧气可以在极短时间内完成彻底的氧化反应,把有机物彻底“秒杀”。

申哲民教授研究团队使用的正是这种废水处理技术。“整个过程可以看成是有机物在超临界水中的燃烧过程。反应产物通过分离装置进行固、液、气分离,转化为无毒无害的水、无机盐以及二氧化碳、氮气等气体,并最终在生产和生活中得到回收利用。”申哲民表示,该技术具有污染物去除率高、二次污染小、反应迅速等优势,被认为是废水处理技术中的“撒手锏”,可以“秒杀”一切有机物,具有广阔的工业应用前景。结合课题组的“三因素”氧化机理研究发现,对Fenton法、臭氧氧化等难有效降解的农化、石油、制药等有机废水尤为适用。如能成功应用于各化工、制药行业等污水处理领域,可有效提升流域内重污染行业的控源减排能力,为我国工业的可持续发展提供技术支撑。

超临界水氧化技术的产业化应用被认为是一项“世界性难题”,国内外在污水处理领域实现工业应用的案例极少。上海交通大学材料科学与工程学院单爱党教授团队长期从事高强度材料及耐热耐高温材料的相关研究,在对一些典型的高温、耐腐蚀合金在实验室超临界环境下的性能进行全面系统性地模拟与评估的基础上,对筛选出的合金进行成分的优化与改进,与宝钢特钢有限公司合作,制备出适用于超临界水氧化设备的4种特种材料,这4种材料就像是4个特种兵,各司其职,为超临界水氧化设备的稳定安全运行保驾护航。

在保证超临界水氧化设备不同部件材料具有良好的使用寿命、稳定安全的基础上,为适应设备产业化推广应用成本控制的需求,单爱党研究团队针对超临界设备运行的特点,构建了超临界水氧化设备用材料的功能化梯度式配置技术,优化并完善了超临界水氧化设备高强度高温耐蚀材料组合体系,使设备制造成本大幅度降低,并且设备整体运行效率得到保证。

申哲民团队和单爱党团队共同完成了20吨/天连续式超临界水氧化设备(以下简称设备)的设计、制造和安装。设备集成脱盐、连续排渣、脱氨氮、能量再利用等系统,从设计上有效缩短工艺流程,减少一次性投资费用,并且可对反应后的蒸汽热量进行再利用,有效降低运行成本。申哲民表示,投资一套日处理量达每天20吨的超临界水氧化设备初期设备建造费用较为适中;吨运行直接成本≤200元/吨,运行成本低于目前现有处理工艺(膜处理、离子交换、焚烧等),具备服务于大型化工园区的化工废水和危险废物处置能力。

同时,团队开发了一种超临界水氧化处理废水的阻垢剂,可去除水体的硬度,促进水体中的难溶类有机物质和水体混溶,在超临界条件下形成爆燃促进氧化燃烧,具有提升自燃效率、清除积炭、清洁管路、消除污垢等功能。有效提升超临界水氧化设备的高效持续稳定的运行,使得对废水的处理更加彻底。

据了解,超临界水氧化技术目前已在部分化工园区得到工业化应用,建设了100吨/天“难降解高浓度有机废水亚超临界深度氧化处理示范工程”。经过对园区内废水的检测发现,采用超临界水氧化工艺可以直接处理达标,处理效率高,且污泥产生量小,具有较好的经济效益。

“‘十二五’期间我们与上海市环境工程设计科学研究院、宝钢特钢公司、江苏省环境科学研究院、中交天津航道局和上海老港废弃物处置公司等多家单位合作进行产业化试点,有效支撑国家‘水专项’在污水处理领域高尖技术的发展。未来我们会在该示范性工程的基础上,针对国家对生态环境提出的高标准以及现阶段处理技术的不足,不断改进技术和设备以适应不同类型的有机废水处理,降低成本,未来可广泛应用于废水处理,为我国的废水治理贡献力量。”申哲民表示。

西藏高海拔、高寒冷、高烈度地震及生态脆弱等特点,使得工程建设受到恶劣自然环境的制约更为严重。现今,藏民居住的土坯房、砖瓦房,大多建筑质量差,抗震水平低。在新的历史时期,因地制宜推动高原藏区建筑产业现代化进程,对实现西藏地区的跨越发展、长治久安、安定团结和全面建成小康社会大局具有重要意义。环保节能的装配式建筑,不仅可以解决高原藏区的建筑施工难题,也能进一步保护当地的脆弱生态环境,并具有良好的抗震设防效果。在西藏自治区日喀则市住建局的大力支持下,根据西藏日喀则地区实际情况,上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院胡昊、杨健领衔,徐峰、王斐亮、张家春为技术骨干的建筑工业化研究团队探索了一条“五有”科技援藏之路。

即将于6月12日迎来百年华诞的上海交通大学安泰经济与管理学院今天召开百年院庆新闻发布会,院长周林教授、党委副书记于冷教授、副院长田新民教授、董明教授、老教授代表宣国良教授,老校友代表48届工业管理系校友夏晴学长,校友代表2005届博士校友林成栋等出席发布会。

自2014年起,上海交通大学致远学院在教育部“基础学科拔尖学生培养试验计划”的基础上,选拔校内前10%的理工学生实施“致远荣誉计划”,全面激发学生的学习热情和对科学的探索好奇心,打造了与世界接轨的“未来学术大师”成长体系。今年6月,交大“致远荣誉计划”即将迎来首届毕业生,毕业学生继续深造率达90%,其中50%的学生进入世界前100名学校。

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工业生产领域容易产生大量难降解高浓度废水,特别是有机毒物废水处理更是其中难啃的一块硬骨头,有效的废水处理技术和装备是关键。上海交通大学环境科学与工程学院申哲民教授研究团队经过10年艰苦的技术攻关,与上海交通大学材料科学与工程学院单爱党教授团队强强联合、研发出新型难降解高浓度高毒有机废水处理技术与装备,攻克了超临界水氧化技术处理高浓度高毒难降解有机废水在产业化应用时面临的高压、堵塞、腐蚀、大型化和稳定性等一系列技术难题,设备的处理能力和性能指标目前在国内乃至国际上都处于较为领先的水平,为重污染行业中的高浓度高毒难降解废水处理提供了新型关键技术和装备。

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