科创中国

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。

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：

（1）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；

（2）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；

（3）处理不彻底，生化段COD降解率仅为80%左右；

（4）产生二次污染：

（5）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。

该技术具有以下优势：

设置废水浓缩塔，可使废水水量降低5倍，有机物浓度提高5倍，对初始COD10000mg/L的废水可有效实现自热，降低能耗；

设置碳酸铵回收装置，SCWO产生的CO₂与蒸氨塔出口的氨反应，一方面生产碳酸铵，另一方面实现SCWO出口过量O₂与CO₂的分离，回收O₂，降低物料消耗。

处理彻底。在600℃，25MPa，氧化系数3条件下，COD、NH₃-N、挥发酚出水浓度分别为13、9、0.1mg/L，可达国家一级排放标准。

本项目可用于含酚废水处理

王树众，教授

研究领域

(1) 非牛顿流体的多相流动与传热（泡沫压裂和清洁压裂技术、泡沫驱油技术）

(2) 先进燃烧技术：超临界水热燃烧和化学链燃烧基础理论和关键技术研究

(3) 高浓度有机废水/污泥的超临界水处理和能源化利用关键技术和系统集成

(4) 固废处理：城市生活垃圾焚烧技术、热解气化和飞灰熔融技术、垃圾分选与综合利用

(5) 锅炉技术：IGCC技术、工业煤粉炉、电加热高温导热油蓄热蒸汽锅炉、废液焚烧炉、直流注汽锅炉、SAGD汽包炉、采油污水直接加热产汽注汽炉、干式粒化液态熔渣余热回收系统

(6) 新能源技术：生物质能、地热能开发利用

(7) 合同能源管理、整体节能理论及实践体系研究

(8) 能源战略及能源、经济、环境一体化评价

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。

 为促进科学技术产业化的发展，希望能够充分利用对方广泛的市场资源优势和科研平台能力，实现技术研发与市场营运的直接联盟。为使新技术尽快转化为生产力，希望实行技术合作开发联营生产和产值提成的方式紧密合作。希望合作方能够负责组建生产公司及工商、税务经营手续和必要的启动资金；在双方合作期间，我方对该产品不断创新和改进。

企业实施科技成果转移转化，采取以下方式并达到相应的目的：

一是开发新的产品或服务，以培育新的市场竞争力；

二是开发新的工艺，以提质、降本、降耗、增能、增效；

三是完善管理，优化流程，以强化对企业生产经营的控制力；

四是进入新的市场，以扩大市场规模；

五是培育新的能力，以取得新的优势；

六是完善经营管理的体制机制，以提高效益。

希望与企业、科学技术研究开发机构、高等学校和其他组织建立优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的合作机制，按照市场机制联合组建研究开发平台、技术创新联盟、创新联合体等，协同推进研究开发与科技成果转化。