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废水处理的实用高级氧化技术 第一部分──各类高级氧化技术的原理、特性和优缺点

北极星环保网来源:电镀与涂饰 方景礼2018/5/29 8:52:30我要投稿

北极星环保网讯:评述了芬顿氧化法、催化臭氧氧化法、光催化氧化法、电解催化氧化法、湿式空气氧化/湿式催化氧化法、超临界水氧化法、超声氧化法等各类目前认为最有实用价值的高级氧化技术的原理、特性和各自的优缺点,分析了各类高级氧化技术存在的问题和未来的发展趋势。认为金属催化臭氧氧化技术结合了臭氧氧化力强和金属催化剂易于制造、经久耐用、不需另加其他药剂和操作成本低的优点,是既经济又高效的氧化技术,也是未来较有发展前途的技术。

1何谓高级氧化技术

高级氧化技术(AdvancedOxidationProcess,AOP)是指氧化能力超过所有常见氧化剂或氧化电位接近或达到羟基自由基HO•水平(见表1[1]),可与有机污染物进行系列自由基链反应,从而破坏其结构,使其逐步降解为无害的低分子量的有机物,最后降解为CO2、H2O和其他矿物盐的技术。

由表1的数据可见,羟基自由基的氧化电位达2.8V,仅次于最强的氟(3.06V),是臭氧的1.35倍。由于氟有污染,因此开发以羟基自由基为氧化剂的高级氧化技术,在理论上和实践上都是最合适的,它不仅氧化力强,反应速度快(链式反应),而且无污染,是最佳的绿色氧化剂或绿色的氧化技术。

2高级氧化技术的特点

高级氧化技术已成为治理生物难降解有机有毒污染物的重要手段,在印染、化工、农药、造纸、电镀和印制板、制药、医院、矿山、垃圾渗滤液等废水处理上已获得应用。它的优点是:

(1)通过反应产生的羟基自由基将难降解的有毒有机污染物有效地分解,直至彻底地转化为无害的无机物,如CO2、N2、SO24−、PO34−、O2、H2O等,没有二次污染,这是其他氧化法难以达到的。

(2)反应时间短、反应速度快,且过程可以控制、无选择性,能将多种有机污染物全部降解。

它的缺点是:

(1)处理过程有的过于复杂、处理费用普遍偏高、氧化剂消耗大,碳酸根离子及悬浮固体对反应有干扰。

(2)仅适用于高浓度、小流量的废水的处理,低浓度、大流量的废水应用难。

3高级氧化技术的种类

3.1芬顿(Fenton)氧化

1894年Fenton发现,Fe2+和H2O2结合会产生羟基自由基HO•,它与污染物间的链反应会使有机物降解,最后生成CO2和H2O。基于这个双氧水参与的链反应,诞生了首个高级氧化技术──Fenton试剂氧化法。影响Fenton试剂反应的主要参数包括溶液的pH、停留时间、温度、过氧化氢及Fe2+的浓度,操作时pH不能过高(2~4之间)。芬顿的氧化过程可以表示如下。

程瑞丰[5]曾研究了芬顿试剂处理混氰型电镀废水的除氰和除COD的效果,结果如表2所示(进水pH为2~3)。

延伸阅读:

Fenton(芬顿)高级氧化技术在水处理中的应用

污水处理高级氧化技术方法分类及原理

高级氧化技术—催化氧化(芬顿氧化)反应在高浓度废水处理中的应用

高级氧化技术方法你知道几种?

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