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難降解有機(jī)廢水處理高級(jí)氧化技術(shù)

更新日期：2023-11-28 13:15

銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案

工業(yè)廢水處理常用方法是生物處理方法，但對(duì)可生化性差、相對(duì)分子質(zhì)量從幾千到幾萬(wàn)的有機(jī)污染物去除效果不佳。高級(jí)氧化法可通過氧化提高難降解污染物的可生化性，甚至可直接礦化有機(jī)污染物，同時(shí)還在環(huán)境類激素等微量有害化學(xué)物質(zhì)的處理方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，能夠使絕大部分有機(jī)物完全礦化或分解為小分子。高級(jí)氧化技術(shù)在工業(yè)廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用范圍較廣，其最顯著的特點(diǎn)是氧化劑產(chǎn)生自由基氧化降解有機(jī)物，反應(yīng)生成的有機(jī)自由基可參與·OH的反應(yīng)，也可進(jìn)一步生成有機(jī)過氧化自由基，再進(jìn)一步發(fā)生氧化分解反應(yīng)直至將有機(jī)物完全礦化，從而達(dá)到氧化降解有機(jī)物的目的。從工藝原理來(lái)看，高級(jí)氧化技術(shù)主要包括化學(xué)氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、濕式氧化法和超臨界水氧化法等。下面，江蘇銘盛環(huán)境設(shè)備為您介紹難降解有機(jī)廢水處理高級(jí)氧化技術(shù)。
1、化學(xué)氧化法
  化學(xué)氧化法主要包括Fenton法和類Fenton法，F(xiàn)enton試劑由法國(guó)科學(xué)家FentonHJ在1894年首次發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e2+和H2O2在酸性反應(yīng)體系中可高效氧化酒石酸。進(jìn)一步研究表明，典型的Fenton體系主要是由Fe2+催化H2O2產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的·OH，從而降解水中的難降解有機(jī)物。
  研究發(fā)現(xiàn)，將紫外光和氧氣加入Fenton體系中，可以提高單位氧化劑的氧化能力，從而減少H2O2的用量。因?yàn)榉磻?yīng)機(jī)理與傳統(tǒng)Fenton法一致，故被稱為“類Fenton法”。
  Fenton法和類Fenton法的優(yōu)點(diǎn)十分明顯：氧化能力強(qiáng)、設(shè)備要求簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和，既可以作為單獨(dú)處理技術(shù)應(yīng)用，也可以與其他技術(shù)聯(lián)用。但是該方法的藥劑成本較高、氧化劑H2O2的利用率較低，同時(shí)產(chǎn)生大量的鐵泥，造成二次污染。從筆者的角度來(lái)看，未來(lái)Fenton法和類Fenton法氧化技術(shù)的研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注Fe2+的固定技術(shù)及其循環(huán)利用。
2、光催化氧化法
  光催化氧化法是以一定量的半導(dǎo)體（如金屬氧化物TiO2、ZnO、CeO2、WO3、SnO2，金屬硫化物ZnS、CdS，Al和Fe的改性硅酸鹽等）為催化劑，在光照條件下，使半導(dǎo)體價(jià)帶上的電子（e-）被激發(fā)躍遷到導(dǎo)帶上，在價(jià)帶上產(chǎn)生強(qiáng)得電子能力的空穴（h+），進(jìn)而形成光生電子和空穴?？昭▽雽?dǎo)體表面吸附的OH和H2O轉(zhuǎn)化成·OH，而被激發(fā)的電子（e-）與O2反應(yīng)生成超氧離子（·O2-），最終實(shí)現(xiàn)有機(jī)物氧化分解。以上兩種途徑都是通過強(qiáng)氧化作用對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解。
3、臭氧氧化法
  臭氧氧化法對(duì)有機(jī)污染物的降解主要依靠O3的直接氧化作用及其在水溶液中產(chǎn)生的·OH的間接氧化作用，將復(fù)雜的有機(jī)物降解為簡(jiǎn)單的小分子無(wú)機(jī)物、二氧化碳和水。有研究發(fā)現(xiàn)，O3對(duì)有機(jī)物結(jié)構(gòu)中的雙鍵具有很好的氧化選擇性。在實(shí)際應(yīng)用中，O3對(duì)含不飽和脂肪烴和芳香烴類的PPCPs降解效果較好。O3的間接氧化反應(yīng)通常發(fā)生在O3達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，與水反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的·OH，·OH的氧化沒有選擇性且速率較快，因此可以快速無(wú)選擇性地降解水中絕大多數(shù)有機(jī)污染物。目前，臭氧氧化技術(shù)多應(yīng)用于給水以及醫(yī)療廢水消毒環(huán)節(jié)，大型污水處理項(xiàng)目應(yīng)用較少。
4、濕式氧化法
  濕式氧化法是指在高溫（125~320℃）和高壓（0.5~10.0MPa）下利用氧氣或空氣（或其他氧化劑如臭氧、雙氧水等）氧化水中的有機(jī)物及其他還原性物質(zhì)，使之生成CO2和H2O的一種處理方法。與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，濕式氧化法高效節(jié)能、無(wú)二次污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在歐洲大約有90處工程實(shí)例，分別用于處理石油、化工和制藥等行業(yè)的工業(yè)廢水和城市污水廠污泥等。
5、超臨界水氧化法
  水的臨界溫度是374.3℃，臨界壓力是22.05MPa，超過該溫度及壓力就是超臨界區(qū)。1982年Modell提出，改進(jìn)濕式氧化法，利用超臨界水作為介質(zhì)氧化有機(jī)物。該方法的液相介質(zhì)為水，氧化劑為空氣中的氧，反應(yīng)條件為高溫高壓。超臨界水是有機(jī)污染物和氧的良好溶劑，有機(jī)污染物能夠在富含氧的超臨界水中被快速降解，通常數(shù)秒內(nèi)就能被完全分解為CO2和H2O。
6、結(jié)語(yǔ)
  高級(jí)氧化技術(shù)具有氧化能力強(qiáng)、反應(yīng)速度快、處理徹底、無(wú)二次污染和適用范圍廣等特點(diǎn)。多項(xiàng)氧化技術(shù)的優(yōu)化組合模式是該技術(shù)應(yīng)用于水處理的發(fā)展方向。如何更高效、綠色和經(jīng)濟(jì)地利用各種氧化技術(shù)的協(xié)同效應(yīng)，必將成為今后該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

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