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                  高級氧化法|難降解廢水處理領域的利器

                  發表時間:2019-04-18瀏覽次數:0次

                  難降解有機物主要指可生化程度低、難以生物降解、半衰期達3~6個月的有機污染物。

                  水中難降解有機污染物主要包括多氯聯苯、多環芳烴、鹵代烴、酚類、苯胺和硝基苯類、農藥類、染料類、表面活性劑、藥物中間體、聚合物單體等。

                  目前可有效處理難降解有機廢水的方法主要有高級氧化法、電解法、生化法、吸附法等。

                  廢水處理最常用的生物法對可生化性差、相對分子質量從幾千到幾萬的物質處理較困難,而化學氧化可將其直接礦化或通過氧化提高污染物的可生化性,同時還對環境類激素等微量有害化學物質的處理方面有很大的優勢,然而O3、H2O2和Cl2等氧化劑的氧化能力不強且有選擇性等缺點難以滿足要求。具有范圍廣、處理速率快、氧化能力強等優勢的高級氧化法中,許多方法已經工業化,且有實際工業案例。


                  -特點-

                  高級氧化法最顯著的特點是以羥基自由基為主要氧化劑與有機物發生反應,反應中生成的有機自由基可以繼續參加·HO的鏈式反應,或者通過生成有機過氧化自由基后,進一步發生氧化分解反應直至降解為最終產物CO2和H2O,從而達到氧化分解有機物的目的。


                  -發展方向-

                  高級氧化技術可將有機污染物礦化成二氧化碳和水,是環境友好型工藝,但其降解污染物時處理成本過高是制約其推廣的“瓶頸”。高級氧化技術的發展方向可總結為以下幾點:

                  一是部分技術例如光催化氧化技術、臭氧氧化技術能夠提高廢水的可生化性。

                  二是濕式催化氧化、超臨界水氧化等技術對設備要求高,處理成本高,可針對反應器材質和低廉催化劑進行專項研發。

                  三是設計結構簡單、效率高、能應用自然光并可長期穩定運行的反應器,提高光化學氧化、光催化氧化技術的處理效率,并將其與混凝法、吸附法等技術聯合。


                  -技術介紹-

                  【光化學氧化法】

                  由于反應條件溫和、氧化能力強光化學氧化法近年來迅速發展,但由于反應條件的限制,光化學法處理有機物時會產生多種芳香族有機中間體,致使有機物降解不夠徹底,這成為了光化學氧化需要克服的問題。


                  光化學氧化法


                  【催化濕式氧化法】

                  催化濕式氧化法(CWAO)是指在高溫(123℃~320℃)、高壓(0.5~10MPa)和催化劑(氧化物、貴金屬等)存在的條件下,將污水中的有機污染物和NH3-N氧化分解成C02、N2和H20等無害物質的方法。


                  催化濕式氧化


                  【臭氧氧化法】

                  臭氧氧化法主要通過直接反應和間接反應兩種途徑得以實現。其中直接反應是指臭氧與有機物直接發生反應,這種方式具有較強的選擇性,一般是進攻具有雙鍵的有機物,通常對不飽和脂肪烴和芳香烴類化合物較有效;間接反應是指臭氧分解產生-OH,通過-OH與有機物進行氧化反應,這種方式不具有選擇性。

                  【電化學氧化法】

                  電化學氧化法是指通過電極反應氧化去除污水中污染物的過程,該法也可分為直接氧化和間接氧化。電化學氧化對垃圾滲濾液中的COD和NH3-N都有很好的去除效果,缺點是能耗較大。

                  【Fenton法】

                  Fenton法是一種深度氧化技術,即利用Fe和H202之間的鏈反應催化生成-OH自由基,而-OH自由基具有強氧化性,能氧化各種有毒和難降解的有機化合物,以達到去除污染物的目的。

                  【普通Fenton法】

                  H2O2在Fe2+的催化作用下分解產生·OH,其氧化電位達到2.8V,是除元素氟外最強的無機氧化劑,它通過電子轉移等途徑將有機物氧化分解成小分子。同時,Fe2+被氧化成Fe3+產生混凝沉淀,去除大量有機物。

                  【光Fenton法】

                  當在UV/Fenton體系中引入光化學活性較高的物質時,可有效提高對紫外線和可見光的利用效果。UV-vis/草酸鐵絡合物/H2O2法更具發展前景,該法提高了太陽能的利用率,節約了H2O2用量,可用于處理高濃度有機廢水。

                  【電Fenton法】

                  Fenton法比普通Fenton法提高了對有機物的礦化程度,但仍存在光量子效率低和自動產生H2O2機制不完善的缺點。電Fenton法利用電化學法產生的H2O2和Fe2+作為Fenton試劑的持續來源,與光Fenton法相比具有以下優點:一是自動產生H2O2的機制較完善;二是導致有機物降解的因素較多。


                  高級氧化技術應用于高濃度難降解有機廢水中具有適用范圍廣、處理速率快、氧化能力強、無污染或少污染等優點,但是,單個高級氧化工藝處理難降解廢水存在氧化效果一般、成本高等限制,難以達到理想的處理效果,因此,兩個及多個高級氧化技術聯用或高級氧化技術與生化法聯用可能是未來最有發展前景的處理方法之一。

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