高級氧化法處理難降解有機廢水研究進展

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1、高級氧化法處理難降解有機廢水研究進展環(huán)境保護科學(xué)第31卷總第132期2005年12月高級氧化法處理難降解有機廢水研究進展ProgressofAdvancedOxidationProcessforRefractoryOrganicWastewater陳德強(河海大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院南京210098)摘要綜述了幾種高級氧化法包括Fenton法,03/UV法,03/Hz02法,UV/Hz02法,03/UV/Hz02法和Ti02法的反應(yīng)機理,特點及在難降解有機廢水處理中的應(yīng)用進展,并對高級氧化法存在的問題及今后的研究方向進行了探討.關(guān)鍵詞高級氧化法難降解

2、有機廢水AbstractTheprinciples.characteristicsandapplicationofadvancedoxidationprocessesforrefractoryorganicwastewater.suchasFentonoxidation03/UVoxidation.Os/H202oxidation.UV/H202oxidation.03/uv/H202oxidationandTicatalyticoxidationwerereviewed,Themainissuesandthedevelopmenttrendsof

3、AOPsresearchfieldsweredis—cussed.KeywordsAdvancedOxidationProcessRefractoryOrganicWastewater1引言近幾十年來,國內(nèi)外在難降解有機廢水處理方面開展了較多的研究,其中高級氧化法(AOPs,AdvancedOxidationProcesses)以其巨大的潛力及獨特的優(yōu)勢在過去的20多年中脫穎而出.與其它傳統(tǒng)水處理方法相比,高級氧化法具有以下特點:①產(chǎn)生大量非常活潑的羥基自由基?0H,?0H具有很強的氧化能力,其氧化能力(2.80V)僅次于氟(2.87V),它作為反

4、應(yīng)的中間產(chǎn)物,可以誘發(fā)后面一系列的鏈反應(yīng);②由于它是一種物理一化學(xué)處理過程,很容易加以控制,以滿足處理的需要,甚至可以降解10一mg/I級的污染物,如作為生化處理的前處理或深度處理,可降低處理成本.2高級氧化法國內(nèi)外研究進展目前常用的高級氧化法主要包括以下幾種:Fenton法,Os/uv法,O3/H202法,UV/H202法,0{/UV/HzO2法和Ti催化氧化法.2.1Fenton法收稿日期:2004—12—09作者簡介:陳德強(1975一).男,福建漳平人,講師.一20一Fenton試劑的發(fā)現(xiàn)已有100多年的歷史,但其作為一種氧化法應(yīng)用于去除有

5、機污染物是從20世紀(jì)60年代開始的.Eisenhauer首先應(yīng)用Fe.+/HzO2體系研究處理苯酚廢水和烷基苯廢水[1].此后,Fenton法在有機廢水處理中的研究應(yīng)用越來越受到重視.Fenton法的作用機理如下:Fe.++H2O2一Fe.++?0H+0H一(1)普通Fenton法在黑暗中就能破壞有機物,具有設(shè)備投資省的優(yōu)點,但其缺點在于首先不能充分地礦化有機物,初始反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為某些中間產(chǎn)物,這些中間產(chǎn)物或與Fe.+形成絡(luò)合物,或與?0H的生成路線發(fā)生競爭,可能對環(huán)境的危害更大;其次對Hz02的利用率也不高.后來把UV(紫外光)引進Fenton體系

6、,形成UV/Fenton法,UV/Fenton法實際上是Fe.+/H202與UV/H202兩種體系的結(jié)合,與普通Fenton法相比,該法具有以下幾個優(yōu)點:①可降低Fe.+的用量,保持Hz02較高的利用率;②UV和Fe.+對H.02催化分解存在協(xié)同作用,即UV/Fenton體系中H02的分解速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于UV或Fe催化H.()2分解速率的簡膏級氯化法處理難-簟解有機廢水研究進展陳德強單加和,這主要是由于Fe的某些羥基絡(luò)合物可發(fā)生光敏化反應(yīng)生成?OH所致:③可使有機物礦化程度更充分,因為Fe3+與有機物降解過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物形成的絡(luò)合物是光活性物質(zhì),可

7、在UV照射下繼續(xù)降解;④有機物在UV照射下可部分分解.Uv/Fenton體系具有很強的氧化能力,能有效地分解有機物,且礦化程度較好,但其利用太陽能的能力不強,處理設(shè)備費用也較高,能耗大.另外,該法只適于處理中低濃度的有機廢水[2].這是由于有機物濃度高時,被Fe(1lI)絡(luò)合物所吸收的光量子數(shù)很少,并且需要較長的輻射時間,而且H.o2的投人量也會增加,同時?OH易被高濃度的H.o2所清除.為了解決這一問題,后來又將草酸鹽引進UV/Fenton體系以提高對UV和可見光的利用效果,從而形成"UV—Vis/Fe(Ⅲ)草酸鹽絡(luò)合物/H.o2"法.Fe(Ⅲ)

8、一草酸鹽絡(luò)合物不僅對波長大于200nm的紫外光有較大的吸收系數(shù),而且在可見光照射下就可產(chǎn)生Fe(1I),C2O4i-和C?