紫外臭氧污水处理原理及应用现状

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臭氧+紫外高级氧化工艺

臭氧+紫外高级氧化工艺

臭氧+紫外高级氧化工艺臭氧+紫外高级氧化工艺是一种先进的水处理技术,被广泛应用于水处理领域。

本文将从臭氧的生成原理、紫外高级氧化工艺的工作原理、应用范围和优势等几个方面进行阐述,以便读者更好地了解该技术。

首先,我们来了解一下臭氧的生成原理。

臭氧是一种强氧化剂,可以有效地杀灭细菌、病毒和其他有机物。

臭氧的生成主要是通过电晕放电、紫外线辐照或冷等离子体等方法实现的。

其中,电晕放电是最常用的方法,其原理是利用电场作用,将氧气分子中的一个氧原子催化分裂出来,形成臭氧。

一般来说,臭氧的浓度越高,杀菌效果也越好。

接下来,我们来介绍一下紫外高级氧化工艺的工作原理。

紫外高级氧化工艺是将高能紫外线和臭氧结合起来,通过臭氧分解产生的羟基自由基来进行有机物的降解和氧化。

紫外线照射有机物时,会使有机物的化学键断裂,产生一系列的自由基,进而进行有机物的降解和氧化。

而臭氧则可以提供氧气,加速自由基的生成,并增加氧化剂的浓度,进一步加强氧化反应。

紫外高级氧化工艺在水处理领域有着广泛的应用。

它可以对水中的有机物进行高效去除,如苯酚、甲醛、草甘膦等有机污染物。

此外,紫外高级氧化工艺还可以去除水中的臭味、去除水中的重金属离子,并且对水中的微生物具有一定的杀菌作用。

因此,这种工艺常用于废水处理厂、饮用水处理、游泳池水处理等场合。

紫外高级氧化工艺相比传统的水处理方法,具有以下优势。

首先,该工艺无需添加化学药剂,避免了对水质的二次污染。

其次,该工艺操作简便,无需繁琐的调节和管理,能够实现自动控制。

此外,紫外高级氧化工艺的处理效果稳定可靠,能够对水中的各种有机物进行高效去除,并且对水质的改善效果明显。

综上所述,臭氧+紫外高级氧化工艺是一种先进的水处理技术,具有广泛的应用前景。

通过臭氧的生成和紫外高级氧化工艺的工作原理,我们可以更好地理解和应用该技术。

在今后的水处理过程中,我们可以选择该技术来实现高效、环保的水处理,从而保障水质安全。

臭氧用于污水处理的应用

臭氧用于污水处理的应用

臭氧用于污水处理的应用一、引言污水处理是保护环境和人类健康的重要工作。

随着工业化和城市化进程的加快,污水处理技术也在不断创新和发展。

臭氧作为一种强氧化剂,在污水处理中具有广泛的应用前景。

本文将详细介绍臭氧在污水处理中的应用及其标准格式的文本。

二、臭氧在污水处理中的应用1. 污水预处理阶段臭氧可以用于污水的预处理阶段,主要用于去除污水中的有机物、重金属和氨氮等污染物。

臭氧氧化能力强,能够将有机物分解为无害的物质,同时能够氧化重金属离子和氨氮,使其转化为易于沉淀和去除的形式。

2. 污水生物处理阶段臭氧可以作为一种氧化剂,用于增加生物处理系统中的氧气供应。

在生物滤池、活性污泥法和生物膜法等生物处理工艺中,臭氧可以提供额外的氧气,促进好氧微生物的生长和代谢活动,增强处理效果。

此外,臭氧还能够抑制厌氧微生物的生长,减少恶臭和产气现象。

3. 污泥处理阶段臭氧可以用于污泥的处理和消毒。

在污泥脱水过程中,臭氧可以提高污泥的脱水性能,减少脱水时间和能耗。

在污泥消毒过程中,臭氧能够有效杀灭细菌、病毒和寄生虫等病原微生物,确保污泥的无害化处理。

三、臭氧在污水处理中的标准格式的文本臭氧用于污水处理的应用需要符合以下标准格式的文本:1. 应用名称:臭氧用于污水处理的应用2. 应用目的:提高污水处理效果,降低污水中有机物、重金属和氨氮等污染物的浓度,减少污泥处理过程中的能耗,确保污水处理的安全和环保。

3. 应用范围:适合于城市污水处理厂、工业废水处理厂、农村污水处理站等污水处理场所。

4. 应用原理:臭氧作为一种强氧化剂,能够氧化有机物、重金属和氨氮等污染物,将其转化为无害的物质;臭氧还能够提供额外的氧气,促进好氧微生物的生长和代谢活动,增强生物处理效果;臭氧能够提高污泥的脱水性能,减少脱水时间和能耗;臭氧能够有效杀灭病原微生物,确保污泥的无害化处理。

5. 应用方法:臭氧可以通过臭氧发生器产生,然后通过气体传输系统输送到污水处理系统中。

臭氧在污水处理中的应用

臭氧在污水处理中的应用

臭氧在污水处理中的应用臭氧是一种高效的氧化剂,可以在污水处理过程中发挥重要作用。

臭氧的应用可以显著提高污水处理的效率,降低有机物、氮、磷等污染物的浓度,并减少气味和色泽问题。

本文将从臭氧的产生、作用机理、应用形式等方面介绍臭氧在污水处理中的应用。

一、臭氧的产生臭氧的产生可以通过电解水的方法,结合适当的电极和工艺参数,将氧化铝电极或金属氧化物电极置于水中,通过高电压放电将水分子分解成臭氧和氢气。

这种方法称为水电解法,最常用的电解方式是直流和交流的等电位电解法,也有用直流自然氧化或紫外线辅助氧化法产生臭氧。

二、臭氧的作用机理臭氧是一种有极强氧化能力的氧类分子,其分子自由基具有活泼的化学反应性,可以与污染物中的有机物、氮、磷等物质进行氧化反应,使其分解为更小的分子、无害的物质或者较易生物降解的物质。

臭氧对污水中的微生物和病毒也有一定的杀灭作用。

三、臭氧在污水处理中的应用臭氧在污水处理中的应用主要分为以下几个方面。

1. 污染物氧化臭氧可以将污染物中分子结构中的不饱和度转化为氧化的羧基、醛基、酮基等有机酸官能团,并将有机物分解成较小分子,以达到有机物降解的目的。

臭氧还能氧化氨nitrogen oxide 和亚硝酸盐等氮物质,以及磷酸盐等磷物质。

2. 重金属去除臭氧能够将重金属离子中的氧化态复合物转化为易析出或易吸附的沉淀物而减少重金属的浓度,适当的使用臭氧,可以大大提高沉淀物下降速度和金属离子的脱除效率。

3. 消除污泥臭氧的作用还可以促进生物被吸附在固液界面的胞外Polyhydroxyalkanoates(PHA)分解成小分子酸,去除浓度较高、相对较难降解的污泥。

4. 去除异味臭氧能够降解废水中的硫化氢、苯酚、甲硫氨酸和二甲基硫等异味物质,将其转化成无异味的物质。

四、应用形式1. 断面注入法将臭氧溶液均匀分布在管道、缓冲池、沉淀池等设备的接头处,然后通过压力系统将含臭氧的气体注入到底部,从而提高废水的接触及氧化效果。

臭氧氧化技术在废水处理中的研究与应用

臭氧氧化技术在废水处理中的研究与应用

臭氧氧化技术在废水处理中的研究与应用一、引言随着工业化的不断发展,环境污染问题日益严重,其中污水处理是非常重要的一环。

废水中含有各种有机物、无机物和重金属离子等物质,这些物质对环境和人类健康造成了严重威胁。

因此,研究和应用高效、低成本的污水处理技术是极为必要的。

臭氧氧化技术在废水处理领域中得到了广泛的研究和应用。

下面就着重介绍臭氧氧化技术的原理、优势和应用,以及将来的研究方向和发展趋势。

二、臭氧氧化技术的原理臭氧氧化技术是一种通过臭氧分解废水污染物的技术。

臭氧是一种强氧化剂,能高效地氧化废水中的有机物和无机物。

该技术的原理是将饱和水蒸气或氧气等气体通过臭氧发生器中的电晕放电区域,使气体中的氧分子部分分裂为激发态氧原子,进而与氧分子结合形成臭氧,臭氧通过氧化分解或者化学吸收的方式将废水中的有机物和无机物氧化分解。

三、臭氧氧化技术的优势1.高效性臭氧氧化技术对大多数有机物和无机物有非常高效的氧化分解作用,其短时间内可以将污染物的浓度降低到很低程度。

2.可控性臭氧氧化技术的处理效果可以根据实际需要进行调整。

通过控制臭氧的投加量和pH值,可以实现对不同污染物的有效处理。

3.环境友好臭氧氧化技术的产物只有水和二氧化碳,与其他污染物相比较于其他处理技术更加环保和卫生。

4.处理成本低臭氧氧化技术不需要添加任何化学试剂,只需要一定的能源投入即可实现有效处理,因此其处理成本相对较低。

四、臭氧氧化技术在废水处理中的应用1.印染废水的处理印染废水是一类难以降解的废水,含有大量的有机色素和浸染剂。

臭氧氧化技术可以将印染废水中的有机色素和浸染剂氧化降解,从而达到有效处理的目的。

2.化工废水的处理化工废水中含有大量的有机物和无机物,其中一些物质具有毒性,危害环境和人体健康。

臭氧氧化技术可以将这些物质氧化分解,从而达到先进的化工废水处理的效果。

3.生活污水的处理生活污水中含有大量的有机物和营养物质,臭氧氧化技术可以将这些物质高效地分解,达到对生活污水的高效处理。

臭氧在污水处理中的作用与用法

臭氧在污水处理中的作用与用法

臭氧在污水处理中的作用与用法臭氧处理污水是一种有效的污水处理方法,具有多种用途和优点。

臭氧是一种强氧化剂,具有很强的氧化能力。

用臭氧氧化法处理废水所使用的是含低浓度臭氧的空气或氧气,其工艺设施主要由臭氧发生器和气水接触设备组成。

大规模生产臭氧的常见方法是无声放电法,制造臭氧的原料气可以是空气或氧气,原料气需经过除油、除湿、除尘等净化处理,否则会影响臭氧产率和设备正常使用。

用空气制成臭氧的浓度一般为10~20毫克/升,用氧气制成臭氧的浓度为20~40毫克/升。

臭氧氧化法的用途包括:1. 水的消毒:臭氧是一种广谱速效杀菌剂,对各种致病菌及抵抗力较强的芽孢、病毒等有比氯更好的杀灭效果。

水经臭氧消毒后,浊度、色度等物理化学性状明显改善,化学需氧量(COD)一般能减少50~70%,还可去除苯并(a)芘等致癌物质。

2. 去除水中酚、氰等污染物质:处理含酚、氰废水实际所需的臭氧量和反应速度与水中所含硫化物等污染物的量及水的pH 值有关,应进行必要预处理。

理论上,把水中的酚氧化为二氧化碳和水,臭氧需要量是酚含量的7.14倍;把氰化物氧化成微毒的氰酸盐,臭氧需要量是氰含量的1.84倍;将氰酸盐进一步氧化为二氧化碳和氮,臭氧需要量是氰含量的4.61倍。

该方法通常与活性污泥法联合使用,先用活性污泥法去除大部分酚、氰等污染物,再用臭氧氧化法处理。

此外,臭氧还可分解废水中的烷基苯磺酸钠(ABS)、蛋白质、氨基酸、有机胺、木质素、腐殖质、杂环状化合物及链式不饱和化合物等污染物。

3. 水的脱色:印染、染料废水可用臭氧氧化法脱色,这类废水中往往含有重氮、偶氮或带苯环的环状化合物等发色基团,臭氧氧化能使染料发色基团的双价键断裂,同时破坏构成发色基团的苯、萘、蒽等环状化合物,从而使废水脱色。

臭氧对亲水性染料脱色速度快、效果好,但对疏水性染料脱色速度慢、效果较差。

含亲水性染料的废水,一般用臭氧20~50毫克/升,处理10~30分钟,可达到95%以上的脱色效果。

污水处理厂紫外消毒工艺的应用

污水处理厂紫外消毒工艺的应用

污水处理厂紫外消毒工艺的应用在污水处理厂的运行过程中,很多时候需要采取紫外消毒工艺,在采取紫外消毒工艺的过程中,要明确更好的工艺措施,并在工艺运行的过程中,积极积累相关的经验,才能够做好相关的处理工作。

本文主要明确了污水处理厂紫外消毒工艺的运行效果,并进一步提出了相关的运行经验和运行的措施,供今后的雾水处理厂参考和借鉴。

标签:污水处理厂;紫外消毒工艺;运行经验城市污水中含有大量病原微生物,对人类健康与生态环境都有明显的危害。

污水处理厂中常用的活性污泥方法—般不能将其全部去除,需要在二级或三级出水之后增加消毒工艺。

目前常用的消毒工艺方法有,氯消毒、紫外消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒等。

其中紫外消毒工艺具有消毒效率高、经济高效、操作安全简便等优势,因此越来越受到人们的重视。

而对紫外消毒过程中经验的不断总结提炼,是提高工艺运行效率的重要环节。

1、紫外线消毒的原理及优势1.1紫外线消毒的原理紫外线消毒水处理技术是一种基于现代光学、防疫学、生物学和物理化学的消毒技术。

利用特殊设计的紫外发生装置产生紫外光,当水中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其它病原体受到一定剂量的紫外辐射后,其细胞中的脱氧核糖核酸或核糖核酸结构受到破坏,使其丧失复制和繁殖能力。

由于细菌、病毒的生命周期一般较短,这些不能繁殖的细菌、病毒就会迅速死亡,从而可以在不使用任何化学药剂的情况下达到消毒和水质净化的目的。

1.2紫外线消毒水处理的优势紫外线消毒水处理技术的优点还有以下几点:紫外线属广谱杀菌射线,在足够的照射剂量下,能殺死绝大多数病原微生物,包括细菌、结核菌、病毒、芽抱和真菌,且杀菌速度快。

另外研究表明,紫外消毒技术对近些年发现的致病性病原微生物贾第鞭毛虫和隐抱子虫也具有良好的灭活效果。

如使用低压汞灯和中压汞灯均能有效地灭活隐抱子虫,38mJ/cm的辐射剂量就能达到99.99%的杀灭率。

2、紫外线技术在污水處理领域的应用紫外消毒法最早应用于美国,随后在欧美各国都得到了广泛的应用。

臭氧在污水处理中的应用

臭氧在污水处理中的应用一、引言污水处理是保护环境和人类健康的重要工作。

臭氧作为一种强氧化剂,在污水处理中具有广泛的应用。

本文将详细介绍臭氧在污水处理中的应用,并探讨其效果及优势。

二、臭氧的生成和特性臭氧(O3)是一种具有强氧化能力的气体。

它可以通过电晕放电、紫外线辐射或化学方法产生。

臭氧具有强烈的氧化性,能够迅速分解有机物、杀灭细菌和病毒,并去除异味。

三、臭氧在污水处理中的应用1. 水质净化臭氧可以有效去除水中的有机污染物,如悬浮物、油脂、色素等。

它能够氧化有机物,将其转化为无害的物质,并提高水质的透明度和清洁度。

2. 杀菌消毒臭氧对细菌、病毒和其他微生物具有强烈的杀灭作用。

它可以破坏微生物的细胞膜和核酸结构,从而彻底杀灭这些病原体。

同时,臭氧在消毒过程中不会产生有害的副产物,对环境友好。

3. 去除异味污水中常常存在着难闻的气味,臭氧可以有效去除这些异味。

它能够氧化有机物中的挥发性物质,将其转化为无害的物质,并彻底消除异味问题。

4. 水循环利用臭氧可以将废水中的有机物和微生物彻底分解,使废水达到可再利用的标准。

通过臭氧氧化处理后的水可以用于农田灌溉、工业用水等,实现水资源的循环利用。

四、臭氧在污水处理中的效果及优势1. 高效净化臭氧具有强氧化能力,可以迅速分解有机物,使污水得到高效净化。

相比传统的氧化剂,臭氧处理效果更好,处理时间更短。

2. 杀菌效果好臭氧对细菌、病毒等微生物具有强烈的杀灭作用,可以有效消除污水中的病原体。

与传统的消毒方法相比,臭氧处理更彻底,能够保证出水的安全性。

3. 环保可持续臭氧在污水处理过程中不会产生有害的副产物,对环境友好。

同时,臭氧可以通过循环利用废水,实现水资源的可持续利用。

4. 操作简便臭氧处理设备操作简便,不需要使用化学药剂,减少了对操作人员的安全风险。

臭氧发生器可以根据需要进行调节,适应不同规模的污水处理。

五、臭氧在污水处理中的应用案例1. 某市污水处理厂某市污水处理厂引入臭氧处理设备,对进水进行预处理。

臭氧氧化技术在污水处理中的研究现状

臭氧氧化技术在污水处理中的研究现状本文综述了近年来臭氧氧化技术及其联合氧化技术的研究现状,包括臭氧氧化技术、臭氧/过氧化氢联合氧化技术、臭氧/紫外线联合氧化技术、臭氧/活性炭协同氧化技术,介绍了各种高级氧化技术的基本原理及研究现状,并对其特点进行了简要评述。

随着社会经济的发展,工业、生活废水中有机污染物种类越来越多,污水排放标准却在不断提高,常规的“物化手段+ 生化工艺"处理方式难以满足高标准的排放要求,而以O3 氧化工艺为代表的高级氧化技术往往能满足当前污水处理的需要。

众所周知,臭氧的氧化能力极强,氧化还原电位为2.07 V,在碱性溶液中仅次于氟。

臭氧的高级氧化技术,就是通过臭氧氧化与各种水处理技术组合,形成氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基(其氧化还原电位为2.80 V )。

臭氧高级氧化法与常规水处理方法比较,具有显著的特点,如对于生物难降解物质处理效果好、降解速度快、占地面积小、净化程度高、无二次污染、浮渣和污泥产生量较少等优点。

本文将对近几年来的臭氧高级氧化技术在废水处理中的应用进行简单的介绍。

1 .臭氧的特性臭氧是氧气的同素异形体,在自然条件下,为淡蓝色气体。

在标准压力和常温下,它在水中的溶解度是氧气的13 倍;正常情况下,臭氧极不稳定,容易分解成氧气。

臭氧有很强的氧化能力,是已知最强的氧化剂之一;臭氧为剧毒氧化性气体,一般认为人体在臭氧浓度不大于0.2 mg/m3 的环境下是安全的;臭氧对几乎所有的金属和非金属材料都有腐蚀作用。

2.臭氧及衍生氧化方法2.1 臭氧氧化法臭氧氧化有机物通过两种反应:直接反应和间接反应。

直接反应通过环加成、亲电反应、亲核反应实现。

间接反应通过O3 与H2O 的自由基诱发反应生成.OH,.OH 通过电子转移反应、抽氢反应、.OH加成反应可与大部分有机物进行反应,从而将部分有机物降解为CO2 和H2O。

经过臭氧氧化后,污水的COD 可得到一定的去除而且色度也可大大降低。

臭氧在污水处理中的应用

臭氧在污水处理中的应用臭氧在污水处理中是一种常见且有效的处理方法。

它通过氧化、消毒和去除有机物等作用,可以有效地净化污水,提高水质。

下面将详细介绍臭氧在污水处理中的应用。

一、臭氧的生成方式臭氧可以通过电晕放电法、紫外线辐射法和电解臭氧发生器等方式进行生成。

其中,电晕放电法是最常用的臭氧生成方法。

通过电晕放电装置,将氧气分子(O2)进行电离,生成臭氧(O3)。

二、臭氧在污水处理中的作用1. 氧化有机物:臭氧具有较强的氧化能力,可以将有机物氧化为二氧化碳和水。

在污水处理中,臭氧可以有效地降解有机物,包括有机溶解物、悬浮物和胶体物质等。

2. 消毒杀菌:臭氧对细菌、病毒和其他微生物具有较强的杀灭作用。

在污水处理中,臭氧可以有效地消毒污水,杀灭细菌和病毒,减少水中微生物的数量,提高水质。

3. 去除异味:污水中常常伴随着难闻的异味,这些异味主要来自于有机物的分解产物。

臭氧可以将这些异味物质氧化为无害的物质,从而去除污水的异味。

4. 去除颜色:某些污水中含有色素物质,使水呈现出颜色。

臭氧可以氧化这些色素物质,使其转化为无色物质,从而去除污水的颜色。

5. 去除悬浮物:臭氧可以将污水中的悬浮物氧化为无机物或沉淀物,从而使污水中的悬浮物减少,提高水质。

三、臭氧在污水处理中的应用案例1. 污水处理厂:臭氧可以用于污水处理厂的二次处理过程中,通过臭氧氧化有机物、消毒杀菌等作用,提高污水的处理效果。

2. 餐厅污水处理:餐厅污水中含有大量的有机物和异味物质,臭氧可以用于对餐厅污水进行预处理,去除有机物和异味,减少对环境的污染。

3. 工业废水处理:许多工业生产过程中产生的废水含有大量的有机物和有毒物质,臭氧可以用于对工业废水进行处理,去除有机物和有毒物质,保护环境。

4. 游泳池水处理:游泳池水中常常存在微生物、有机物和异味物质,臭氧可以用于对游泳池水进行消毒、杀菌和去味,保证游泳池水的清洁和安全。

四、臭氧处理系统的构成臭氧处理系统通常由臭氧发生器、臭氧混合器、臭氧接触器和臭氧分解器等组成。

污水处理中的臭氧氧化技术

污水处理中的臭氧氧化技术臭氧氧化技术在污水处理中的应用臭氧氧化技术是一种在污水处理领域具有广泛应用的先进技术。

本文将对臭氧氧化技术在污水处理中的原理、应用效果以及发展前景进行探讨。

一、臭氧氧化技术的原理臭氧氧化技术主要是利用臭氧分子强氧化性的特性,将其引入到污水处理系统中,以提高有机物的降解效果和去除污染物的能力。

其原理主要包括两个方面:一是臭氧与有机物反应,生成二级中间产物,然后通过进一步降解和氧化反应最终转化为无毒无害的物质;二是臭氧与无机物发生反应,形成氧化性较强的活性氧,进而去除污水中的无机污染物。

二、臭氧氧化技术的应用效果臭氧氧化技术在污水处理中具有显著的应用效果。

首先,臭氧氧化技术可以高效降解水中的有机物质,包括高浓度、难降解的有机物质。

其次,臭氧氧化技术对一些常规氧化剂无法去除的难降解物质,如苯系物、含氮物质等,具有更好的去除效果。

此外,臭氧氧化技术还能有效去除水中的难分解化合物,如药物残留、抗生素等。

在实际应用中,臭氧氧化技术可以与其他污水处理技术结合,如生物接触氧化、活性炭吸附等,形成多级处理体系,进一步提高污水处理效果。

三、臭氧氧化技术在污水处理领域的发展前景臭氧氧化技术在污水处理领域的应用前景广阔。

随着人们对水质要求的日益提高,传统的污水处理方法已经无法满足要求。

相比传统的氧化剂,臭氧具有更强的氧化能力和选择性,可以针对性地去除水中的有机物质和污染物。

同时,臭氧具有快速反应速度、无二次污染等优势,符合环境友好型污水处理工艺的发展趋势。

在未来的发展中,臭氧氧化技术有望应用于一体化的污水处理工艺中,更好地满足城市和工业污水处理的需求。

此外,臭氧氧化技术还可以与其他高级氧化技术相结合,形成复合氧化体系,以进一步提高污水处理效果和降低处理成本。

总结臭氧氧化技术作为一种先进的氧化方法,在污水处理中发挥着重要的作用。

通过臭氧氧化技术的应用,可以高效去除水中的有机物质和污染物,提高污水的处理效果。

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光化学氧化的应用1.1 UV/H 2O 2系统的研究现状UV/H 2O 2的作用过程可以认为是:UV 的活化作用可以使有机物直接得到降解,同时也改善了有机物被H 2O 2或由其产生的氢氧自由基氧化的能力。

有机物的反应涉及UV 的直接氧化,有机自由基或其他活性中间体的形成。

波长在200~280nm 的紫外光可以引发H 2O 2的分解,这种光通常可由释放的254nm 波长的汞灯提供。

如果反应物浓度没有限制,有机物可以完全氧化为CO 2和H 2O ,如果继续处理,还能产生相应有机物的取代无机盐等。

UV/H 2O 2系统能有效氧化难处理的有机物,如二氯乙烯(TCE ),四氯乙烯(PCE )、丁醇、三氯甲烷、甲基异丁基酮、4-甲基-2-戊醇、甲基乙基酮和四氯化碳。

此外,实验室UV/H 2O 2系统还成功证明了醋酸物的氧化、甲酸、乙酸、丙酸类的降解、甲醇和多种醛类的去除,还有卤代脂肪烃、羟基取代物、2,4-二硝基甲苯的降解、苯的降解、氯代羟基化合物的氧化,多种苯酸类的化合物的氧化,4-氯化硝基苯的降解,1,2-二氯化苯的降解等等。

如UV/H 2O 2对脂肪酸的降解形成了小分子的酸、烷烃和CO 2;2,4-二硝基甲苯通过支链氧化被降解为1,3-二硝基苯,后者可继续发生羟基化反应生成硝基苯的羟基衍生物,进一步的链断裂反应生成碳酸和醛后才继续氧化,最终转化成CO 2和H 2O 和硝酸;在UV/H 2O 2氧化卤代羟基化合物时,生成一氯代和次氯代及苯醛;苯被氧化成多种可继续降解的中间体,其中有四种可确定为:苯酚,对苯二酚(氢酸)、邻苯二酚和间苯二酚。

UV/H 2O 2也可用于去除蒸馏水和自来水中天然存在的有机物;降低过沸循环水中的TOC ;处理重度污染工业废水;降解制革废水及其中溶解的角蛋白;处理漂白纸浆及石油炼制的废水;降解纺织业废水等等。

UV/H 2O 2系统也可用于脱色处理。

汪兴涛等以活性艳红为例研究了影响H 2O 2+UV 法染料废水脱色的有关因素。

结果表明紫外光强度与H 2O 2浓度对脱色效果影响显著而染料浓度及废水的COD Cr 提高会降低H 2O 2的利用率。

通过14种不同类型染料脱色效果的比较,探知该法对脱色对象具有较强的选择性,对单偶氮染料的处理效果最佳。

我国对光化学氧化的研究虽然起步较晚,但最近已成为研究的热点,大量细致深入的工作正得以进行。

如以上的脱色研究,及利用UV/H 2O 2系统对各类废水进行的处理研究。

何杰等人考察了UV/H 2O 2对硝酸盐氮和氨氮的去除,结果表明,NO 2- 能被H 2O 2有效地氧化,NH 4+不能被NO 2-和H 2O 2氧化,而UV 的加入有助于反应进行,使反应速率加快。

在工业应用上,以H2O2化学氧化法处理工业废水,在美国、日本等国已普遍受到重视,且应用范围也相当广泛。

UV/H2O2化学氧化工艺在80年代以前主要应用领域是自来水处理、工业给水及处理含醋酸盐、有机酸或炸药等有机污染物的废水。

近年来,其应用领域已扩展到工业废水、地下水、垃圾渗出水及污染严重的土地和土壤等方面。

Enercol公司开发的UV/H2O2法有机废水处理系统(EOP系统)已有工业装置,一个建在罐头厂,一个建在有机化工厂。

其流程是先将过滤掉颗粒杂质的废水打入气蚀腔进行循环,通过气泡破裂时产生的压力降,使悬浮颗粒变小,增加反应面积。

然后,在催化剂及紫外光共同作用下产生自由基·OH,·OH使有机物分子键断裂。

在有氧存在的情况下,这个链反应的结果是使有机物最终被氧化为CO2和H2O。

该系统可使含有机物5000~15000mg/L的废水有机的去除率达到98%。

H2O2加入量为0.05mg/L(每mg/L的TOC)(如H2O2为主要氧源,则至少需5.7mg/L的H2O2)。

紫外反应箱用铝包裹,箱内液体温度为82%左右,紫外灯采用高压汞灯,波谱较广,利于被各种不同特性的分子吸收,紫外光灯15W。

接受光照射时间为0.25~2min,氧化产物包括二氧化碳和水。

1.2 UV/H2O2系统的工业应用Calgon perox-pure TM和Rayox UV/H2O2系统是美国应用光化学过程的一个典型商业装置,该系统由一些可提的、装在滑动底板上的操作单元组成;一个氧化单元、一个H2O2供应模块、一个酸供应模块、一个碱供应单元。

一个典型的Calgon UV/H2O2系统的流程如图21-1所示,图中所示的氧化单元由六个连续的反应器组成,每个反应器装有一个15kW的紫外灯,反应器总体积为55L。

每个紫外灯安装在一个紫外光可透过的石英管内部,处在反应器的中央,水沿着石英管流动。

应用Calgon系统时,在废水流进第一个反应器前加入H2O2,也可以应用一个H2O2喷淋头同时给六个反应器加料。

在某些情况下,酸被加入以降低入水的pH值,并使碳酸-碳酸氢根-碳酸根的平衡向碳酸一方移动,由于碳酸氢根、碳酸根是羟基自由基·OH的捕获剂,所以使平衡向碳酸一方移动具有很重要的意义。

加入H2O2后的废水经过一个静态混合器进入反应器,并依次通过。

有时为了满足排放标准的需要,需加入碱以调整处理后废水的pH值。

在系统中,由于金属离子(如铁和锰)的氧化、水的硬度或者是水中固体的沉淀,有一些固体会积累起来,可能最终会包围石英管,从而降低解效率。

所以石英管上装备了清洗器,可以定期进行清洗,以减小沉积固体对反应的影响。

图21-1 Calgon UV/H2O2系统流程图1—硫酸;2—H2O2分流器;3—氢氧化钠;4—UV灯;5—反应器;6—氧化单元;7—表态混合器;1.3 UV/H2O2系统的优缺点UV/H2O2系统的优点主要有:①UV/H2O2法能将污染物彻底的无害化,而其他的可选的方法,如活性炭吸附,仅仅是将污染物从一处转移到另一处,却不能将其彻底地转化为无害物;②这一系统不仅能处理多种污染物,而且正如好几个已投入运行和成功操作中所证实的那样,它还是一种更经济的选择;③这一系统还有可移动性及在短时间内即可装配用于不同地点废水处理的优点。

缺点主要如下:①它不适于处理土壤,因为紫外光不能穿透土壤粒子,为了提高效率,需在UV/H2O2氧化前将土壤内部的污染物转移到土壤表面或将其溶于水而具有流动性。

②某些无机化合物,如Ca和Fe盐可能在过程中沉淀下来,阻塞光管,降低UV光的穿透率。

因此,对污染物的预处理就很必要了。

悬浮污泥和一些有色的无机、有机污染物对于UV/H2O2系统有负面影响,有色化合物的干扰可能是漂白废水色度去除率只能达到70%的原因。

在去除悬浮固体及混浊物时先采取过滤及澄清的预处理可以提高效率。

在处理含有干扰性的有机或无机物的废水时,为了能够有效处理,需将UV/H2O2系统与其他操作联合使用。

③控制pH值对于防止氧化过程的金属盐沉淀及避免沉淀物所造成的效率下降是很必要的。

通常,pH值小于6可以避免金属氧化物沉淀。

碱性溶液对于反应速率有不利影响,这可能与H2O2的碱催化分解有关。

④ UV/H2O2系统主要用于浓度在10-6级的低浓污水的处理(如地下水),而不适用于高强度污染废水,在其他一些工艺处理之后使用UV/H2O 2方法是一种处理高浓度废水的可能途径。

2 UV/O3的应用2.1 UV/O3的研究现状UV/O3作为一种高级氧化水处理技术,不仅能对有毒的、难降解的有机物、细菌、病毒进行有效的氧化和降解,而且还可以用于造纸工业漂白废水的褪色。

用UV/O3处理有毒难降解有机物的效率,浓度10-6从到10-9,在中试甚至在工业应用上都得到了很好的证明,而且没有有毒废物产生。

与其他产生·OH的降解过程一样,UV/O3能够氧化的有机物范围很广,包括部分的和不饱和卤代烃,这个过程可以进行间歇的和连续的操作,不需进行特殊的监控。

臭氧在水中低的溶解度及相应的传质限制是UV/O3过程技术发展上一个最麻烦和具体的问题。

Prengle和Glaze等人为了解决这个问题,就曾建议使用搅拌式的光化学反应器来提高传质速率,管状的、内圈的光化学反应器也可以取得同样满意的效果。

其他的会降低有机物去除效率的因素大多数与氧化中间产物潜在的第二步反应有关,氧化中间产物的产生取决于水处理特定的操作条件。

到目前为止,已有大量的有关UV/O3处理水中有机物的报道。

如表21-1所示,列举了一些这方面的报道,包括试验条件和试验结果(主要是TOC的去除率)。

表21.1 UV/O3过程处理废水的试验条件和结果用UV/O3系统处理含生物难降解有机物的废水,如含醋酸、乙醇、氨基乙酸和丙三醇的废水,都有较好效果。

据报道,含醋酸106mg/L的废水在50℃、气体流速0.06 cm3/s下用UV/O3处理,4h内就被氧化。

如不用UV照射,10h内也不被氧化。

用该法对含氰废水、含多环芳烃(PAH)的废水进行处理,都取得了较好的效果。

国内吉林化工学院对焦化废水中的难生物降解有机毒物的处理进行了研究。

废水pH=2,t=60℃,停留时间τ=50min,进气量37mL/min,灯管配置采用浸没式,水从灯管周围沿灯管流过时受到照射。

催化剂浓度0.375%。

在最佳条件下,能去除焦化废水中所有毒物。

当控制水流量3600mL/h时,出水COD <100mL/h,PAH全部去除。

同时,已有的研究表明,UV/O3工艺对饮用水中的三氯甲烷、四氯化碳、芳香族化合物、氯苯类化合物、五氯苯酚等有机污染物有令人满意的去除效果。

吕锡武的研究表明,自来水中苯、甲苯、乙苯在氧化1h后浓度均降至检测限以下,三氯甲烷、四氯化碳经2h处理后去除率达90%以上,自来水中169种有机物经2h处理后广谱分析显示去除率65%以上、致突变试验证实水质由强阳性转为偏阴性。

UV/O3工艺的高效水处理能力是无庸置疑的,美国环保局在1977年就规定,UV/O3为处理多氯联苯的最佳实用技术。

但现有的UV/O3工艺比较复杂,初期投资及运行费用很高,特别是对于小型净水装置,除光辐射源外,还需配备臭氧发生器,设备复杂,造价偏高,因而应用上受到一定程度限制。

为此最近的一些报道,采用了UV/微臭氧系统处理饮用水,取得了较好的效果。

其原理是用干燥、净化后的空气流在紫外光的直接辐射下产生的一定的O3,以空气和微O3的混合气体作为氧化剂,在紫外光的作用下协同处理饮用水。

研究表明UV/微臭氧工艺对饮用水的处理能力接近于UV/臭氧工艺,设备方便,投资少,是一种很有前途的饮用水净化工艺。

2.2 UV/O3的工业应用从80年代开始,国外开始陆续有工业化装置,现在英、美、加、日等国都有处理装置在运行。

如加拿大的Solar Environmental System已应用于20个工厂,其中有3个使用了UV/O3工艺。

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