近年來隨著工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加快，我國城市固體廢物產(chǎn)量呈現(xiàn)出逐漸增加的態(tài)勢。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部公布的《2018年全國大、中城市固體廢物污染環(huán)境防治年報》數(shù)據(jù)，2017年全國202家大型、大中城市普通高廢、產(chǎn)業(yè)危機(jī)、醫(yī)療廢物和生活垃圾產(chǎn)量分別為13.1億噸、0.40億噸、78.1萬噸和2.19億噸，同比有不同程度的增長。固廢的處理必須堅持：減量化、資源化、無害化原則、預(yù)處理(粉碎、固化、分類等)、填埋、焚燒、堆肥等，達(dá)到“三化”處理效果。

    1、超臨界水氧化技術(shù)原理介紹

    1.1.工藝原理

    超臨界水氧化技術(shù)(SCWO)以超臨界水為反應(yīng)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物氧化分解。超臨界水使氧化劑、有機(jī)物和水的形成成為日?，F(xiàn)象，解決了相間物質(zhì)傳輸阻力，使固相、氣體之間的多相反應(yīng)成為單相反應(yīng)。SCWO反應(yīng)條件：溫度400~600，壓力30~50MPA，在極短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)有機(jī)成分破壞效果，反應(yīng)非常徹底，去除率達(dá)到99%以上。超臨界水氧化反應(yīng)后，有機(jī)化合物氧化成二氧化碳和水，轉(zhuǎn)化為磷、硫、硫酸鹽和磷酸鹽。氯轉(zhuǎn)化為氮或氯離子金屬鹽。

    1.2.秒臨界水特性

    超臨界水傳輸特性及物理特性介于液體和氣體之間，具有粘度低、密度易變、極性小、易擴(kuò)散、表面張力低等特點(diǎn)。另外，在室溫水中不溶解的化合物超臨界氧化技術(shù)條件下容易溶解，在某些室溫下容易溶解的化合物在超臨界氧化技術(shù)條件下難以溶解。對有機(jī)物的溶解度高，鹽類溶解度低。

    1.3.超臨界水氧化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

    采用超臨界水氧化技術(shù)處理城市固體廢物如下：

    (1)處理效率高。

    SCWO處理工藝中形成的碳?xì)浠衔?、水體、氧氣均為一相，無導(dǎo)電電阻，氧化效率高，有機(jī)物去除效果可達(dá)99%。

    (2)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單。

    SCWO使固廢在超臨界水環(huán)境中均可相對應(yīng)，速度快，停留時間不到60s，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，體積小，投入低。

    (3)沒有二次污染。

    SCWO在封閉環(huán)境下進(jìn)行，在高溫、適宜壓力、停留時間條件下，固廢中的有毒、有害、難降解有機(jī)物氧化成CO2、H2O、磷酸鹽、硫酸鹽等武器組。

    (4)節(jié)能效果。

    SCWO處理城市廢舊物品，有機(jī)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過2%時會發(fā)生自熱反應(yīng)，不需要加熱，多余的熱量可以回收利用。

    2、超臨界水氧化技術(shù)在城市固體廢棄物中的應(yīng)用

    2.1.市政污泥處理

    SCWO具有分解城市污水處理廠污泥的徹底效果。Shanableh等在泥漿固體濃度為5%、固液兩相COD46500mg/L下選擇超臨界氫氧化技術(shù)處理市政泥漿的同時，也徹底解決了泥漿、揮發(fā)酸等中間產(chǎn)物。Goto等利用GOTO處理市政泥漿，溫度為450，壓力為30MPa，反應(yīng)時間為4min，達(dá)到99.4%。與其他工藝相比，SCWO處理市政污泥過程短，無二次污染，無殘留，適用于各種有毒有害物質(zhì)處理，去除效率達(dá)99%以上，反應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，投資少，排水效果少。

    2.2.尼龍分解

    Meng等人利用SCWO處理尼龍塑料固體，溫度380，壓力28MPa，反應(yīng)時間為30min的情況下，尼龍完全分解成單體。

    2.3.聚乙烯分解回收

    蘇曉麗等人利用SCWO處理聚乙烯，溫度從450增加到480，超臨界氧化水快速分解聚乙烯，含油率超過90%。