过硫酸盐高级氧化技术处理废水研究

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过硫酸盐催化氧化降解染料废水试验研究

过硫酸盐催化氧化降解染料废水试验研究

染料废水具有浓度高 、 色度深 、 有机物成分复 杂 、 无机盐含量 高 、 毒 性大 、 可生化性差等特点 , 一直是 国内外废水处理 的难点 之一… 对 于这 。 种染料废水 , 使用生物法处理 , 要时间较长 、 色率较低 , 需 脱 而且不能 用 于某些毒性大 的染料废水 的处理【; 化学混凝法 由于运行费用较高 而在 印染废水处理 中的应用受到 限制 。近年来针对各 种染料废水 , 出许 1 提 多新处理方法 。特别是随着人们 对一些 自由基 的强氧化性的认识 与研 究 ,基于 自由基反应的高级氧化技 术在染料废水处理 中的应用受到研 究 人 员 的 广 泛 运 用 , 积 累 了大 量 的试 验 成 果 。 目前 , 种 新 的 基 于 过 并 一 硫酸盐及其产物硫酸根 自由基氧化 能力的高级氧化技 术在国 内外被广 泛关注 。 它的原理在于 , 过硫酸盐在溶液 中产生氧化性较强 的过硫酸根 离子(o2 1 )同时在化学 条件下 , E= . V , O 过硫 酸根离 子又可 以生成 可以产 生 比过硫酸根 离子 氧化性更强 的硫 酸根 自由基(o26 V ; 酸根 自由 E= .0 )硫 基又能够转变 为羟基 自由基(o28 V) 。这个 反应过程可 以在加热 、 E= . 0 加催化剂( 如二价铁等 ) 以及紫外线辐射下进行 而利用过硫酸盐这种 。 氧化特点进行氧化分解染料废水 , 目前还很少有报道 。 本文试验将过硫酸钾应用于染 料废 水的脱色研究 ,以实际 中被广 泛 应 用 的碱 性 染 料 罗 丹 明 B配 制 成 一 定 浓 度 (0 gL的 溶 液 作 为 模 拟 5 m /) 染 料 废 水 , F f 活 化 过 硫 酸 钾 生 成 氧 化 性 更 强 的 自由 基 进 行 氧 化 以 e Ⅱ) 脱 色 , 讨 F f / 硫 酸 钾 体 系用 于 罗 丹 明 B氧 化 脱 色 的 影 响 因 素 和 探 eⅡ)过 优选运行参数 , 染料废水的处理提供基础指导 。 为 1材 料与 方 法 . 11 剂与分析仪器 .试 试验 中模 拟染 料废 水采 用分 析纯 罗丹 明 B配置 ,浓 度 5 mgL 0 /; 5m l 0 mo L的分析纯 SO 溶 液 ,0 mo I的分析 纯 FS 7 。仪器 / 5 m l / e O ・H O 主要有 76型分 光光度 计; H 一 5 P S 5型酸度计等 。 1 . 验方法 2试 采用 罗丹明 B配置模拟染料废 水 , 采用加入 F ( / eⅡ)过硫酸钾进 行 分解脱 色, 反应 间隔一定 时间后测废水 中颜 色的变化 , 7 6型分 l光 用 5 光 度计在 50 m波长处 测罗丹明 B染料 的剩余 浓度 , 5n 以考 察过硫 酸钾 及 F( 投加 量 、 eⅡ) 废水初 始 p H值对脱色效果 的影 响。 罗丹 明 B脱色效率 =C- c X10 (oC) 。 0 %。C , / 。C分别 为 t时刻反应前 . 后 罗丹 明 B溶液 的浓度 。 2结 果 分 析 . 21 .过硫 酸钾投加量对脱色效 果的影 响

过硫酸盐氧化处理脱硫废水的研究

过硫酸盐氧化处理脱硫废水的研究

科学技术创新2019.32除雾器冲洗情况良好,不存在除雾器堵塞情况,除雾器烟气流速符合设计规定,吸收塔液气比符合设计标准值,但烟囱烟气流速偏高,造成液滴的二次携带。

图11号机组995MW 时的除雾器差压及烟气流量3处理建议3.1控制脱硫吸收塔浆液pH 值在5.6~5.9之间,液位在9.5~10.5之间,减少浆液循环泵运行数量。

3.2对湿烟道和湿烟囱进行改造,优化疏水管道布置,使冷凝液妥善排出是解决烟囱降雨问题的关键。

无GGH 的脱硫装置在净烟道及烟囱内筒都应该根据烟气流动特点相应布置排水装置。

3.3选用高效除雾器,净化烟气法是从“石膏雨”形成的根源出发解决问题的,但由于净化程度的局限性(一般只能去除直径20μm 以上的多数液滴),只能减轻烟气中石膏浆液和液滴携带形成的石膏雨,无法根治“石膏雨”现象,同时净化烟气法对干净烟气中水蒸气凝结形成的“石膏雨”(基本不含石膏)无法解决。

3.4采用热管换热器加热将净烟气由45~60℃的烟气加热到70~80℃,降低净烟气的过饱和度,使烟气远离水的露点温度,从而避免水蒸气凝结而形成石膏雨。

3.5在机组带大负荷时,可以适当减少风量,通过控制炉膛负压与增压风机压力,降低烟气流量与流速。

参考文献[1]蒋文举,赵君科,尹华强.烟气脱硫脱硝技术手册[M].北京:化学工业出版社,2007.[2]周至祥.湿法FGD 湿烟囱工艺的问题及对策[J].电力环境保护,2003,1(19):19-21.[3]王浩青,贺军荪.湿法烟气脱硫的烟气排放[J].能源环境保护,2009,23(3):18-19.[4]张爽.湿法烟气脱硫装置采用湿烟囱排放的探讨[J].电力建设,2005,26(1):64-66.作者简介:张培(1978-),男,本科,工程师,从事火电厂脱硫脱硝运行管理工作。

过硫酸盐氧化处理脱硫废水的研究王亮(大唐环境产业集团股份有限公司安阳项目部,河南安阳455000)火电厂脱硫废水成分复杂,污染物种类繁多,不仅含有高浓度的盐分、氟化物以及各种重金属,还含有高浓度COD 、固体悬浮物等。

过硫酸盐高级氧化技术处理废水研究

过硫酸盐高级氧化技术处理废水研究

过硫酸盐高级氧化技术处理废水研究利用硫酸盐高级氧化技术处理废水
近年来,环境污染日益严重,废水处理技术也受到了越来越多的关注和科学家
以及技术人员的探索。

利用高级氧化技术处理废水的优势显著,表现在活性物质的去除率高,处理效率高,成本低等方面。

硫酸盐高级氧化技术是一种新兴的废水处理技术,它将活性物质释放到水中并
将其分解为完全氧化的终产物,从而实现废液处理、除臭及污染物去除本身的目的。

使用硫酸盐高级氧化技术可以显著提高处理水体总活性物质和抗菌作用,改善水质,有助于改善水环境。

通过硫酸盐高级氧化技术处理废水,可以有效控制废水的污染物含量,进一步
减少废水排放的污染程度,得到一定的净化效果,并有助于改善水环境。

相比于常规的废水处理技术,所耗费的成本更低,可以较好地满足多数废水处理环境的要求,具有较大的发展潜力。

另外,硫酸盐高级氧化技术还可以改变废水中各种污染物的性质,从而达到较
好的处理效果。

在废水处理过程中,利用该技术可以实现对有机物和无机物的有效降解,有效阻止有害物质的污染。

总之,硫酸盐高级氧化技术集节能、低成本、无污染等优点为一体,是当前废
水处理的有效技术手段之一,应运作因地制宜,逐步应用于各类废水处理场合,在改善水环境方面发挥着重要作用。

基于过硫酸盐的高级氧化技术缩写

基于过硫酸盐的高级氧化技术缩写

过硫酸盐是一种常用的氧化剂,广泛应用于化工、环保等领域。

本文将重点介绍基于过硫酸盐的高级氧化技术,包括其原理、应用、优势等方面的内容。

一、过硫酸盐的基本性质1.过硫酸盐的化学式为O3S2,是一种无机化合物,常见的有硫酸二氧化(S2O8)2-和硫酸钾过氧化物(KHSO5)。

2.过硫酸盐具有强氧化性,能够与有机物发生氧化反应,常用于废水处理、有机物降解等领域。

二、基于过硫酸盐的高级氧化技术1.原理:过硫酸盐的高级氧化技术是利用过硫酸盐作为氧化剂,通过化学反应产生活性氧,对有机物进行氧化降解的过程。

2.应用:基于过硫酸盐的高级氧化技术广泛应用于废水处理、土壤修复、有机物降解等环境领域,也可用于有机合成反应中的催化氧化。

3.优势:过硫酸盐的高级氧化技术具有操作简便、反应速度快、氧化效率高等优点,适用于处理难降解的有机物污染物。

三、基于过硫酸盐的高级氧化技术在废水处理中的应用1.工业废水中常含有各类有机物和重金属离子,通过基于过硫酸盐的高级氧化技术可以有效降解有机物、去除部分重金属离子,达到废水排放标准。

2.在基于过硫酸盐的高级氧化技术中,常见的工艺包括Fenton氧化、高级氧化法、光催化氧化等,结合不同氧化剂和反应条件可以实现对不同废水的处理。

四、基于过硫酸盐的高级氧化技术在土壤修复中的应用1.土壤中的有机物和重金属污染严重影响土壤环境质量,而基于过硫酸盐的高级氧化技术可以有效降解有机物、促进土壤重金属的稳定化。

2.在基于过硫酸盐的高级氧化技术中,可以通过土壤原位氧化、土壤浸泡处理等方式进行土壤修复,取得较好的修复效果。

五、基于过硫酸盐的高级氧化技术在有机合成反应中的应用1.有机合成反应中,需要进行氧化反应的场合较多,而基于过硫酸盐的高级氧化技术作为一种绿色环保的氧化剂得到了广泛应用。

2.在有机合成反应中,可以使用过硫酸钾过氧化物、硫酸二氧化作为氧化剂,以实现对不同有机物的选择性氧化。

基于过硫酸盐的高级氧化技术具有广泛的应用前景,在环境领域、化工领域等领域拥有重要的地位。

基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术研究进展

基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术研究进展

基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术研究进展基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术研究进展引言:随着工业化进程的加快,有机物污染问题日益严重。

传统的生物降解和化学降解方法虽然可以一定程度上处理有机物污染,但存在效率低、副产物多、操作复杂等问题。

过硫酸盐高级氧化技术作为一种新兴的氧化技术,具有高效、经济、环境友好等特点,已成为有机物废水处理的研究热点。

其中,基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术因其在反应活性和选择性上的优势,受到广泛关注。

本文将对基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术的研究进展进行综述。

一、基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术的原理过硫酸盐高级氧化技术是指通过氧自由基在反应中对有机物进行氧化降解的一种方法。

而基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术则是利用过渡金属离子对过硫酸盐进行激活,提高其活性和选择性。

过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术主要包括两个步骤:过渡金属离子活化过硫酸盐生成硫酸盐自由基,自由基与有机废水中的有机物发生氧化反应。

二、基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术的应用研究1. 过渡金属选择与催化活性研究不同过渡金属离子对过硫酸盐的激活能力和催化活性具有差异。

研究人员通过调节过渡金属离子的种类和浓度,探究催化剂对过硫酸盐的活性影响。

近年来,铁、钴、铜等过渡金属离子催化活性的研究取得了一定的进展。

2. 催化剂载体材料的选择和性能研究催化剂载体材料的选择和性能对过硫酸盐高级氧化技术的应用具有重要意义。

研究人员通过改变载体材料的结构、孔隙和酸碱性质,提高催化剂的活性和稳定性。

介孔材料、纳米材料和薄膜材料等广泛应用于基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术中,并取得了良好的研究效果。

3. 反应条件优化研究反应条件的优化对于提高基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术的效果至关重要。

温度、pH值、溶液浓度、氧气的供应等条件的选择和控制能够明显影响该技术的反应速率和降解效果。

近年来,研究人员针对不同有机废水,通过改变反应条件,提高了基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术的效果。

过硫酸盐活化高级氧化技术在污水处理中的应用

过硫酸盐活化高级氧化技术在污水处理中的应用

过硫酸盐活化高级氧化技术在污水处理中的应用李丽;刘占孟;聂发挥【摘要】Activating persulfate technology, as a new advanced oxidation method for disposing high-concentra⁃tion and refractory organic pollutants, releases sulfate radical(SO4-· ) to effectively degrade organic pollutants, whose sulfate radical(E0=2.5~3.1 V) is superior to the hydroxide radical OH-· (E0=1.8~2.7 V). This study dis⁃cusses activating persulfate, mainly including thermal persulfate, persulfate combined with transition metal ions, photo-chemical persulfate. Moreover, it analyzes the exiting problems and future developing directions for ad⁃vanced oxidation technology of activating persulfate.%过硫酸盐氧化技术通过作用过程中产生过硫酸根自由基SO4-·进攻有机污染物,主要用于高浓度、难降解有机污染的处理,是一种新兴的高级氧化技术,其氧化电位(E0=2.5~3.1 V)比广泛研究的强氧化羟基自由基OH-·(E0=1.8~2.7 V)更强。

针对目前常用的光、热、过渡金属3种过硫酸盐活化方式,分析了国内外污水处理特点及其应用进展,并指出未来过硫酸盐活化技术的主要研究方向及其技术改进需求。

过一硫酸盐高级氧化技术

过一硫酸盐高级氧化技术

过一硫酸盐高级氧化技术【摘要】过一硫酸盐高级氧化技术是一种高级氧化技术,通过该技术可以有效地降解有机废水和废气中的有机物污染物。

本文将深入探讨过一硫酸盐高级氧化技术的原理、工艺流程以及在环保领域中的应用。

我们将重点介绍过一硫酸盐高级氧化技术在污水处理和废气处理中的作用,同时分析其优势和局限性。

我们还将展望未来过一硫酸盐高级氧化技术的发展方向,以及在工业生产中的前景。

通过本文的研究,希望能够更全面地了解和推广过一硫酸盐高级氧化技术,为环保事业的发展做出贡献。

【关键词】过一硫酸盐高级氧化技术、环保、污水处理、废气处理、工业生产、发展历程、原理、工艺流程、优势、局限性、发展方向、前景1. 引言1.1 什么是过一硫酸盐高级氧化技术?过一硫酸盐高级氧化技术是一种利用过一硫酸盐作为氧化剂,通过高级氧化反应来降解有机物和氧化有害物质的技术。

过一硫酸盐高级氧化技术包括高级氧化过程,其中通过活性氧种的产生将有机废水中的有毒物质分解成无毒或低毒的物质,从而实现废水的处理。

这种技术目前被广泛应用于污水处理、废气处理和有机废物处理等领域。

过一硫酸盐高级氧化技术具有高效、无二次污染和操作简便等优点,被认为是一种环保、高效的处理污染物的新技术。

通过高级氧化反应,过一硫酸盐可以将有机废水中的难降解有机物氧化成二氧化碳和水,从而达到废水处理的目的。

这种技术在工业生产中具有重要的应用价值,可以有效减少环境污染,保护生态环境,促进可持续发展。

1.2 过一硫酸盐高级氧化技术的应用范围过一硫酸盐高级氧化技术是一种有效的氧化处理技术,主要应用于环境治理、废水处理、废气处理等领域。

在环境治理方面,过一硫酸盐高级氧化技术被广泛应用于水质净化、土壤修复、气体净化等方面。

在废水处理中,该技术可以有效降解水中有机物、重金属离子等污染物,使废水得到有效处理。

过一硫酸盐高级氧化技术还被广泛用于印染、电镀、制药、化工等行业的工业废水处理中,为生产企业节约资源、降低成本提供了有效的技术支持。

过硫酸盐活化高级氧化新技术

过硫酸盐活化高级氧化新技术

过硫酸盐活化高级氧化新技术一、本文概述随着工业化的快速发展和人口规模的不断扩大,环境问题日益凸显,特别是水体污染问题已成为全球关注的焦点。

在众多水体污染处理技术中,高级氧化技术因其高效、环保的特点而备受推崇。

过硫酸盐活化高级氧化新技术作为其中的一种重要方法,其研究和应用前景广阔。

本文旨在全面介绍过硫酸盐活化高级氧化新技术的原理、特点、应用现状以及未来发展趋势,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。

通过本文的阐述,读者可以深入了解过硫酸盐活化高级氧化新技术的核心原理和技术优势,掌握其在实际应用中的操作要点和注意事项,展望其在未来环境治理中的重要作用和潜在价值。

二、过硫酸盐活化技术的基本原理过硫酸盐活化高级氧化技术是一种利用过硫酸盐(如过硫酸氢钾、过硫酸铵等)作为氧化剂,通过活化过程产生强氧化性的自由基(如硫酸根自由基,SO₄⁻⋅),从而实现对有机污染物的高效降解和矿化的技术。

其基本原理涉及过硫酸盐的活化和自由基的产生与利用两个核心步骤。

过硫酸盐的活化是这一技术的关键步骤。

活化过程可以通过物理、化学或生物方法实现,如加热、紫外线照射、过渡金属离子催化等。

在这些活化条件下,过硫酸盐中的过氧键(O-O)被断裂,生成硫酸根自由基(SO₄⁻⋅)和其他活性物种。

硫酸根自由基是一种非常强的氧化剂,其氧化还原电位(E₀)高达5-1 V,可以迅速攻击有机污染物中的不饱和键、芳香环等,从而使其发生氧化分解。

硫酸根自由基还可以通过链式反应产生其他自由基,如羟基自由基(⋅OH)和超氧自由基(O₂⁻⋅),这些自由基同样具有很强的氧化性,能够进一步提高有机污染物的降解效率。

过硫酸盐活化高级氧化技术利用活化过硫酸盐产生的强氧化性自由基,实现对有机污染物的高效降解和矿化。

这种技术具有反应速度快、氧化能力强、适用范围广等优点,在环境保护、污水处理、土壤修复等领域具有广阔的应用前景。

三、过硫酸盐活化技术的实验研究过硫酸盐活化高级氧化技术作为一种新兴的水处理技术,近年来受到了广泛的关注与研究。

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过硫酸盐高级氧化技术处理废水研究徐旻辉0201201591.引言随着进入环境的污染物日趋复杂化,促使了以羟基自由基(OH•) 为主要活性物种的高级氧化技术的产生与发展。

与其他传统氧化法相比,高级氧化技术的主要特点在于氧化能力强、选择性小、反应速率快,而且反应条件温和,无需高温高压。

传统的高级氧化技术是以OH•为主要活性物质降解污染物。

过硫酸盐高级氧化技术是近年来发展起来的以SO4-•为主要活性物种降解污染物的新型高级氧化技术,是一种类Fenton法。

过硫酸盐包括过一硫酸盐(PMS) 和过二硫酸盐(PS),通常情况下是指后者。

过硫酸盐是一类常见氧化剂,主要有钠盐、钾盐和铵盐。

过一硫酸盐和过二硫酸盐属于H2O2的衍生物。

三者在结构上相似,都有O-O键。

H2O2中的一个H被SO3取代生成PMS,两个H被SO3取代生成PS。

由于SO3的影响,O-O键变长,键能降低。

PS中O-O键的键能为140 kJ/mol,H2O2为213.3 kJ/mol。

PMS中O-O 键的键能还没有报道,不过据推测应该在140 kJ/mol和213.3 kJ/mol之间。

此外,PMS由于只有一个H被取代,具有不对称结构。

由于SO3的吸电子作用,使PMS 中的O-O键中电子云向SO3一侧的氧原子偏移,使H一侧的氧原子带部分正电荷。

这三种过氧化物都是强氧化剂,标准氧化还原电位为2.01 V (PS)、1.82 V (PMS) 和1.776 V (H2O2)。

但是在未活化的情况下三种过氧化物氧化有机物的能力都有限。

在热、UV、金属活化条件下,这三种过氧化物可以产生SO4-•和OH•。

SO4-•的标准氧化还原电位为+2.5~+3.1 V,接近于甚至超过氧化性极强的OH• (Eθ=+1.8~+2.7 V)。

2.过硫酸盐活化方法(1)热活化基本原理: S2O82-加热→SO4-•热激发断裂双氧健,需要的热活化能约140.2 kJ/mol。

热活化过硫酸盐的技术已被应用于处理土壤及地下水中的有机污染物质。

在研究过程中,人们发现在不同温度下有机污染物质的降解效率不同,提高温度可提高热活化技术的效率。

除温度影响外,在热活化过程中,影响活化的因素还有过硫酸盐的浓度、pH和离子强度。

基于SO4-•的高反应活性,过硫酸盐在传统有毒、有害、难生化降解有机废水处理方面也有很大的应用前景。

Hod等提出用过硫酸盐在高温下降解废水中的I-H全氟烃类,使之产生F-,再加入Ca2+,形成对环境影响很小的CaF2。

(2)过渡金属离子活化基本原理:以Fe2+为例:Fe2+ + S2O82-→Fe3+ + SO4-• + SO42-在这个过程中,反应所需要的活化能约50.2kJ/mol。

过渡金属离子(Fe2+等)在常温下(20℃) 即可分解过硫酸盐产生SO4-•。

金属离子除Fe2+外,还有Ag+、Cu2+、Mn2+、Ce2+、Co2+等。

此外序批地向反应体系中投加少量的铁离子和向体系中加入络合剂(包含螯合剂) 的方式提高有机物的降解效果。

常用的螯合剂有乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸、氮三乙酸(NTA)等。

螯合剂与金属离子形成具有特殊稳定性的螯合物,螯合物比络合物更加稳定。

,同时过渡金属离子活化过硫酸盐的方法也可用来降解无机物质。

用紫外光(UV) 或高温在原位处理过程中不易实现,因此在常温条件下过渡金属离子活化过硫酸盐的技术受到重视。

螯合金属离子取代普通金属离子延长了过硫酸盐活化的时间,使过硫酸盐在离注入井较远的受污染区域也可降解有机污染物质。

过硫酸盐金属离子活化方法还可用于某些特殊废水的处理。

造纸、纺织、电镀、影印业的废水中有机物含量高,且富含很多过渡金属元素,如造纸废水中富含Mn、Fe、Cu,纺织废水中富含Cu、Cr、Co,影印废水中富含Ag等。

可利用废水中富含的过渡金属离子活化过硫酸盐的技术降解处理废水,达到以废治废的作用。

(3)光活化基本原理: S2O82-hv→SO4-•活化所需的紫外光波长要求小于295 nm。

UV存在时,过硫酸盐的分解效率明显提高。

光活化可降解有机污染物质,同时利用过硫酸盐的强氧化性,也常将其用于处理含无机离子的废水。

光活化过硫酸盐的方法可用于处理饮用水和污水,尤其是那些装有UV消毒系统的水厂。

由于UV/ S2O82的高效性和S2O82的高溶解性,这种方法还很适合于逆流的污水中去除难生物降解有机物。

太阳光中的UV约占5%,这足以使过硫酸盐转化为SO4-•。

由于使用太阳光无经济费用,在光照条件下活化过硫酸盐技术的经济成本低。

因此,太阳光活化过硫酸盐水处理技术将具有很大的发展潜力。

(4)碱性条件活化过硫酸盐在pH<3时有较高活性,但是在pH>10的碱性条件下也有较高活性。

对于碱性条件下降解的机理,并没有明确的解释。

在pH为2~7的环境下主要存在的是SO4-•,而在pH>12的环境中主要存在的是OH•,这可能是利用了OH•的氧化性降解了有机污染物质。

在实际应用中,强碱性条件可能腐蚀设备或是引起金属离子析出,因此碱性条件活化过硫酸盐对操作条件和仪器设备的要求较高。

(5)零价铁离子Fe0除了用Fe2+外,也有人研究其他价态的铁离子活化过硫酸盐。

将Fe0/ S2O82-与Fe2+/S2O82-比较发现,前者反应体系中过硫酸盐分解曲线缓慢,其原因可能是Fe0自身分解为Fe2+需经历一个过程,此过程无论在有氧还是无氧条件下都可发生。

3.过硫酸盐降解机理SO4-•具有较高的氧化还原能力,理论上可以降解大多数有机物。

SO4-•与多数烷烃和醚类有机化合物的速率常数在106~107 M-1S-1之间,醚类化合物的速率常数大于烷烃类,在108 M-1S-1左右。

甲醇、乙醇、异丙醇等醇类和甲醛等醛类化合物与SO4-•的反应速率常数在107~108 M-1S-1之间,大于含有相同C原子数量的烷烃降解速率。

研究发现速率常数与这些饱和有机物的C-H键能存在一定关系,表明氢原子提取可能是主要的反应机理。

SO4-•与一系列的烷烃、烯烃、醇、醚和胺在乙腈中的反应速率常数,结果发现反应数率常数的变化范围在106~109 M-1S-1之间,并且在乙腈中的反应速率均大于在纯水中。

研究表明SO4-•与烯烃类化合物主要是通过加成的方式反应,而与烷烃、醇、醚是通过氢提取的方式反应,与胺类主要是通过电子转移的方式反应。

根据过渡态原理通过量子化学计算的方法,得出SO4-•与各种烷烃、醇、醚、酯等饱和有机化合物的反应活化能,发现C-H键的键能与反应活化能线形相关,验证了SO4-•与这类饱和的有机化合物的反应主要是通过氢提取的方式反应。

SO4-•也能有效降解苯系化合物,其降解速率与羟基自由基的速率相当。

通过脉冲辐射光谱的方法,测定21种苯系化合物与SO4-•的反应速率常数,发现不同苯系化合物取代基的Hammer常数S与降解速率常数的对数与线性相关,表明SO4-•与芳香类化合物主要是通过电子转移的方式进行。

SO4-•氧化苯丙氨酸的反应是SO4-•进攻苯丙氨酸首先生成在310 nm处有一强吸收峰的苯丙氨酸阳离子自由基,表明SO4-•与苯丙氨酸主要也是通过电子转移的方式进行。

SO4-•与醇类、烷烃、醚以及酯类等饱和有机化合物则多是通过氢提取途径反应,对于含有不饱和的双键的烯烃类化合物主要是发生加成反应,与芳香类化合物则主要是通过电子转移途径反应。

SO4-•与·OH类似,主要反应机理是氢原子提取、加成以及电子转移三种方式。

4.过硫酸盐应用过硫酸盐在诸多领域已有广泛应用。

早在20世纪40年代,过硫酸盐开始作为干洗漂白剂得以应用;到50年代应用于聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和氯丁橡胶等有机合成中的单体聚合引发剂;70年代被用作印刷电路板及金属表面处理微蚀剂,用于金属表面的清洁。

目前,过硫酸盐已被应用在纺织、食品、照相、蓄电池、油脂、石油开采和化妆品等诸多行业。

过硫酸盐应用于环境污染治理,则是国外最近发展起来的新领域。

过硫酸盐活化技术除了应用于原位修复领域,在传统有毒有害难生化有机废水处理方面也有潜在的应用前景。

过硫酸盐高级氧化技术在废水处理方面的研究已逐步展开,主要以色度、COD 和TOC等为指标,处理的有机废水包括氯酚类、染料类、全氟羧酸类以及垃圾渗滤液等。

对于氯酚类污染物,Malato等人模拟了太阳光催化降解五氯酚,考察PMS 作为TiO2电子捕获剂,其效果优于H2O2。

Kronholm等人采用了热活化S2O82-方式,对比研究了以过硫酸钾和H2O2为氧化剂,以毛细管作为反应场所处理0.3~0.5 mmol /L的苯酚、2,3-二氯苯酚、m-甲酚的降解效果。

结果表明,过硫酸钾在110℃时,过硫酸钾可在55 s内将有机物100%降解,对TOC也能有很好的降解,大大低于使用H2O2达到同样效果所需温度。

此外,另有人也将过硫酸盐用于多氯联苯以及2,4,6-三氯酚的降解。

在废水降解脱色方面,张乃东等人对比研究了甲基橙在S2O82-/Ag+和Fenton 体系中的降解情况,S2O82-/Ag+体系在pH = 1,反应8 min时,5 μmol /L 的甲基橙色度去除率达100% ,脱色效率优于Fenton 体系。

说明了S2O82-/Ag+不仅能破坏染料的生色基团,也能促使有机物结构的进一步变化,但完全矿化甲基橙很难,在TOC去除方面,与Fenton体系相当。

Rismayani等人将过硫酸盐作为氧化剂降解偶氮染料酸性橙Ⅱ(AO7),3 h反应时间内脱色效率可高达99.6%。

对于广泛作为乳化剂使用的全氟羧酸类等有机污染物,Hisao Hori等人利用氙气灯照射PSF产生SO4-•降解全氟辛酸及其他含C4-C8全氟烷基基团的全氟羧酸类物质,反应是通过电子转移方式,主要产物是F-和CO2。

5.展望目前,人们对硫酸根自由基技术的研究大多仅限于实验室的小试规模,其技术发展还很不完善。

而且,对过硫酸盐降解的效果常常只停留在对提高降解速率和“矿化”程度等指标的考察上,对降解机理还缺乏深入的研究。

开发新型的活化方法,并将过硫酸盐活化技术用于生活污水和工业废水的处理等将是今后发展的一个方向;另外,过硫酸盐活化技术与传统生物技术的结合也将是一个具有挑战性的课题。

6.参考文献[1] YANG Shiying. A novel advanced oxidation process to degrade organic pollutantsin wastewater: Microwave-activated persulfate oxidation[J]. J Environ Sci, 2009, 21: 1175-1180.[2] Wen-Shing Chen. Removal of dinitrotoluenes in wastewater by sono-activatedpersulfate[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2012, 19: 921-927.[3] Yaobin Ding. Spectrophotometric determination of persulfate by oxidativedecolorization of azo dyes for wastewater treatment[J]. J Environ Monit, 2011, 13: 3057.[4] 舒友菊. 过硫酸盐催化氧化降解染料废水试验研究[J]. 科技信息, 2010, 30:123.。

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