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《水處理-高級-氧化技術(shù)的應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、水處理中高級氧化技術(shù)的應用高級氧化技術(shù)定義高級氧化技術(shù)(AdvancedOxidationProcesses)定義為氧化過程中可產(chǎn)生大量的羥基自由基，利用具有很高的氧化還原電位的羥基自由基（E0=+2.80~4.06V）氧化水中大分子的有機物，實現(xiàn)高效的氧化處理。高級氧化技術(shù)又稱為深度氧化技術(shù)。比較：臭氧的氧化電位E0=+2.06V發(fā)展歷史1894年，F(xiàn)enton發(fā)現(xiàn)Fe2+和H2O2混合可以產(chǎn)生HO?自由基，HO?自由基通過電子轉(zhuǎn)移等途徑可使水中的有機污染物氧化成二氧化碳和水，從而降解有害物。20世紀70年代，Prengle和Cary等率先發(fā)現(xiàn)光
2、催化可以產(chǎn)生HO?自由基。Hoigné認為高級氧化方法及其作用機理是通過不同途徑產(chǎn)生HO?自由基的過程。HO?自由基一旦形成，會誘發(fā)一系列的自由基鏈反應，攻擊水體中的各種有機污染物，直至降解為二氧化碳、水和其它礦物鹽。因此，可以說高級氧化技術(shù)是以產(chǎn)生HO?自由基為標志。技術(shù)特點產(chǎn)生大量非?；顫姷腍O?自由基，其氧化能力僅次于氟(2.87V)，HO?自由基是反應的中間產(chǎn)物，可誘發(fā)后面的鏈反應，HO?自由基的電子親合能為569.3KJ，可將飽和烴中的H拉出來，形成有機物的自身氧化，從而使有機物得以降解，這是各類氧化劑單獨使用都不能做到的；反應速度快；H
3、O?自由基無選擇直接與廢水中的自由基反應將其降解為二氧化碳、水和無機鹽，不會產(chǎn)生二次污染；通常對溫度和壓力無要求，很容易加以控制，以滿足處理需要，甚至可以降解10-9級的污染物；它既可作為單獨處理，又可以與其它處理過程相匹配，如作為生化處理的前、后處理，可降低處理成本；操作簡單，易于設(shè)備化管理。光化學氧化及光催化氧化光化學氧化法是在紫外光作用下進行的反應過程，自然環(huán)境中的部分近紫外光（290～400nm）極易被有機污染物吸收，在有活性物質(zhì)存在時發(fā)生強烈的光化學反應，從而使有機物降解。光化學氧化法按其激發(fā)態(tài)的產(chǎn)生方式可分為直接光降解和間接光降解，目前
4、應用較多的是以催化劑為特征的間接光降解。催化劑常用TiO2。光催化氧化法在水處理中的應用Fujishima和Honda于1972年首先發(fā)現(xiàn)了TiO2在光照條件下可將水分解為H2和O2之后，這一技術(shù)被迅速的應用于廢水處理之中，已有大量研究者證明眾多難降解的有機物在光催化氧化的作用下可得到有效的去除或降解。1976年Cary等人報道了在紫外光照射下，納米TiO2可使難降解的有機化合物多氯聯(lián)苯脫氯后，納米TiO2光催化氧化法作為一種水處理技術(shù)就引起了各國眾多研究者的廣泛重視。至今，已發(fā)現(xiàn)有3000多種難降解的有機化合物可以在紫外線的照射下通過TiO2迅速
5、降解，特別是當水中有機污染物濃度很高或用其他方法很難降解時，這種技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢。目前，國內(nèi)外對于光催化的基礎(chǔ)理論和實踐應用方面的研究工作已有大量報道，但是有關(guān)TiO2光催化用于水污染治理方面的研究大多只停留在證實過程的可行性水平上。芬頓試劑法芬頓試劑于1894年由Fenton發(fā)現(xiàn)并應用于蘋果酸的氧化，其實質(zhì)是二價鐵離子（Fe2+）和雙氧水之間的鏈式反應催化生成HO?自由基，基本作用原理如下：Fe2++H2O2→Fe3++HO?+OH-Fe3++H2O2→Fe2++HO2?+H+HO2?+H2O2→O2+H2O+HO?RH+HO?→R?+H2OR
6、?+Fe3+→R++Fe2+R++O2→ROO+→CO2+H2O上述系列反應中，HO?自由基與有機物RH反應生成游離基R?，R?進一步氧化生成CO2和H2O，從而使廢水的COD大大降低，在廢水pH調(diào)至堿性并有O2存在時，還會發(fā)生下列反應：Fe2++1/2O2+H2O+OH-→Fe(OH)32Fe3++3H2O2+2H2O→2H2FeO4+6H+2H2FeO4+3H2O2→Fe(OH)3+2H2O+3O2在一定酸度下，F(xiàn)e(OH)3以膠體形態(tài)存在，具有凝聚、吸附性能，可除去水中部分懸浮物和雜質(zhì)。Fenton試劑在被用于處理飲用水中的4種三鹵甲烷的動力
7、學研究中發(fā)現(xiàn)：對不同濃度的溴仿，當pH值=3.5時H2O2和Fe2+的最佳摩爾濃度比為3.7-1.9。不同起始濃度的溴仿在3min時降解率達65-85%，降解機理符合準一級動力學。Sheng等對兩種陰離子表面活性劑ABS和LAS的去除實驗表明，該體系的最佳運行條件90mg/LFeSO4、60mg/LH2O2、pH值為3左右，運行50min后對ABS和LAS的去除率均達95%以上。芬頓試劑法類芬頓試劑法Fe2+/UV/H2O2該氧化系統(tǒng)實質(zhì)上為芬頓試劑與紫外光照的結(jié)合，也被稱為光照芬頓法。研究表明，利用波長大于300nm的紫外-可見光可明顯提高芬頓試
8、劑降解有機物的速率。該過程具有以下優(yōu)點：Fe2+在反應中得以再生，從而降低了Fe2+的用量并保持了過氧化氫較高的利用率；此
