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《水處理中的高級(jí)氧化技術(shù)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、水處理中的高級(jí)氧化技術(shù)摘要：高級(jí)氧化技術(shù)對(duì)處理高濃度難降解有毒有害的廢水有很好的效果。介紹高級(jí)氧化技術(shù)機(jī)理及Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超聲氧化法、濕式氧化法和超臨界水氧化法在水處理領(lǐng)域的研究進(jìn)展和應(yīng)用，探討了各種高級(jí)氧化技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。關(guān)鍵詞：高級(jí)氧化技術(shù)；廢水處理；羥基自由基高級(jí)氧化工藝（AdvancedOxidationProcesses,簡(jiǎn)稱AOPS）是20世紀(jì)80年代開(kāi)始形成的處理有毒污染物技術(shù)，它的特點(diǎn)是通過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基（·OH），該自由基具有極強(qiáng)的氧化性，通過(guò)自由基反應(yīng)能夠?qū)⒂袡C(jī)污染物有效的分解，甚至
2、徹底的轉(zhuǎn)化為無(wú)害的無(wú)機(jī)物，如二氧化碳和水等。由于高級(jí)氧化工藝具有氧化性強(qiáng)、操作條件易于控制的優(yōu)點(diǎn)，因此引起世界各國(guó)的重視，并相繼開(kāi)展了該方向的研究與開(kāi)發(fā)工作。高級(jí)氧化技術(shù)主要分為Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超聲氧化法、濕式氧化法和超臨界水氧化法。一、幾種高級(jí)氧化技術(shù)1.Fenton氧化法過(guò)氧化氫與催化劑Fe2+構(gòu)成的氧化技術(shù)體系稱為Fenton試劑。它是100多年前由H.J.H.Fenton發(fā)明的一種不需要高溫和高壓而且工藝簡(jiǎn)單的化學(xué)氧化水處理技術(shù)。近年來(lái)研究表明，F(xiàn)enton的氧化機(jī)理是由于在酸性條件下過(guò)氧化氫被催化
3、分解所產(chǎn)生的反應(yīng)活性很高的羥基自由基所致。在Fe2+催化劑作用下，H2O2能產(chǎn)生兩種活潑的氫氧自由基，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應(yīng)，加快有機(jī)物和還原性物質(zhì)的氧化。其一般歷程為：Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OHFe3++H2O2→Fe2++H++·O2HRH+·OH→R·+H2OR·+·OH→ROH+·OHFe2++·OH→OH-+Fe3+Fenton氧化法一般在PH為2~5的條件進(jìn)行，該方法優(yōu)點(diǎn)是過(guò)氧化氫分解速度快，因而氧化速率也較高。但此方法也存在許多問(wèn)題，由于該系統(tǒng)Fe2+濃度大，處理后的水可能帶有顏色；Fe2+與過(guò)氧化氫
4、反應(yīng)降低了過(guò)氧化氫的利用率及其PH限制，因而在一定程度上影響了該方法的推廣應(yīng)用。近年來(lái)，有人研究把紫外光（UV），氧氣等引入Fenton試劑，增強(qiáng)了Fenton試劑的氧化能力，節(jié)約了過(guò)氧化氫的用量。由于過(guò)氧化氫的分解機(jī)理與Fenton與Fenton試劑極其相似，均產(chǎn)生·OH，因此將各種改進(jìn)了的Fenton試劑稱為類Fenton試劑。主要有H2O2+UV系統(tǒng)、H2O2+UV+Fe2+系統(tǒng)、引入氧氣的Fenton系統(tǒng)。Fenton試劑及類Fenton試劑在廢水處理中的應(yīng)用可分為兩個(gè)方面：一是單獨(dú)作為一種處理方法氧化有機(jī)廢水；二是與其他方法聯(lián)
5、用，如與混凝沉降法、活性炭法等聯(lián)用，可取得良好的效果。Fenton法的催化劑難以分離和重復(fù)使用，反應(yīng)pH低，會(huì)生成大量含鐵污泥，出水中含有大量Fe2+會(huì)造成二次污染，增加了后續(xù)處理的難度和成本。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)始研究將Fe2+固定在離子交換膜、離子交換樹(shù)脂、氧化鋁、分子篩、膨潤(rùn)土、粘土等載體上，或以鐵的氧化物、復(fù)合物代替Fe2+，以減少Fe2+的溶出，提高催化劑的回收利用率，擴(kuò)寬pH的適宜范圍。Daud等用浸漬法將Fe3+固定在高嶺石上催化降解活性黑5（RB5），150min內(nèi)RB5的脫色率達(dá)99%。Youngmin等將Fe(II)
6、與殼聚糖（CS）和戊二醛（GLA）的交聯(lián)物螯合制成Fe(II)-CS/GLA催化劑，在中性條件下催化降解三氯乙烯（TCE），5h后TCE的降解率達(dá)到95%，而傳統(tǒng)Fenton法由于在中性條件下發(fā)生鐵沉淀而對(duì)TCE降解不明顯。Plata等以針鐵礦作為光-Fenton降解2-氯酚的催化劑，探討了催化劑用量、光照強(qiáng)度等對(duì)處理效果的影響，出水中只含有少量鐵離子。2.臭氧氧化法臭氧是一種優(yōu)良的強(qiáng)氧化劑，在污水消毒、除色、除臭、去除有機(jī)物和COD方面有很好的效果。臭氧氧化法降解有機(jī)物速度快，條件溫和，不產(chǎn)生二次污染，在水處理中應(yīng)用廣泛。臭氧處理污水
7、作用大體表現(xiàn)物，一是臭氧直接氧化，二是通過(guò)形成的羥基自由基而進(jìn)行自由基氧化。單獨(dú)的臭氧氧化法由于臭氧發(fā)生器易損壞，能耗較大，處理成本昂貴，且其臭氧氧化反應(yīng)具有選擇性，對(duì)某些鹵代烴及農(nóng)藥等氧化效果比較差。為此，近年來(lái)發(fā)展了旨在提高臭氧氧化效率的相關(guān)組合技術(shù)，其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等組合方式不僅可提高氧化速率和效率，而且能夠氧化O3單獨(dú)作用時(shí)難以氧化降解的有機(jī)物。胡俊生等比較了H2O2/O3、O3處理染料廢水的效果，魏東洋等則對(duì)UV/O3、O3降解六氯苯的效果進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，采用組合技術(shù)可顯著提高氧化速率
8、和處理效果、縮短反應(yīng)時(shí)間、降低耗量O3。催化臭氧氧化法也日漸受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。催化臭氧氧化法使用的催化劑主要是過(guò)渡金屬氧化物和活性炭，其中活性炭?jī)r(jià)格低、吸附性強(qiáng)、催化活性高、穩(wěn)定性好，被廣泛應(yīng)用于催化臭
