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焦化生产过程中产生大量的焦化废水,其含盐量高,且所含氨氮是最难降解的无机物之一,无法利用传统的生化法对废水中的氨氮进行有效去除。超临界水氧化法作为一种新型、高效的废物处理技术,在处理有毒、难降解工业废水时显示出其独特优势。本文采用超临界水氧化技术针对焦化废水的无机盐脱除问题以及氨氮的降解过程进行了系统研究。首先,本文分析了某钢厂真实焦化废水中的氨氮值、TOC、有机物组成及主要离子含量等指标,测定了在近、超临界水条件下焦化废水中钠盐的溶解度曲线,采用不同吸附剂对第二类盐-水体系(硫酸钠-水体系)进行了脱盐预处理研究。研究结果表明,焦化废水中以钠离子为主的金属盐在水临界点附近的溶解度急剧降低、在初始汽化阶段析出,采用硅胶做吸附剂时对钠盐的脱除效果较好。通过对焦化废水体系进行超临界水氧化处理研究时发现,在非催化超临界水氧化条件下,焦化废水中的有机组分接近完全转化,但氨氮组分的转化率较低。本文采用催化超临界水氧化技术降解焦化废水中的氨氮。首先,对处理所采用的催化剂制备工艺进行了系统研究,通过催化活性评价及物化性能表征技术,确定了超临界水氧化处理氨氮废水的适宜负载型锰铜催化剂。优化后的催化剂以钛铝复合氧化物为载体,Mn/Cu摩尔比为1:1,活性组分总负载量为15%。本文还系统考察了在超临界水氧化过程中温度、压力、停留时间和氧化剂过量倍数等因素对氨氮去除率的影响。研究结果表明,反应温度和停留时间对氨氮去除率的影响较大,温度升高、压力增大、氧化剂过量倍数增大时,氨氮去除率均有不同程度的提高,停留时间延长时,氨氮去除率明显增加,但当停留时间大于8.4s后,其影响不再显著。在工艺条件研究的基础上,确定了氨氮催化超临界水氧化的适宜工艺条件为:反应温度460℃,压力28MPa,停留时间8.4s,氧化剂过量3倍。在此工艺条件下,液相中氨氮含量为18.7mg/L,已达到国家排放标准。