高级氧化技术原理及优缺点
高级氧化技术

2019/4/4
一、概述
•
高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,简称
AOP):运用电、光辐射、催化剂,有时还与氧化剂
结合,在反应中产生活性极强的自由基(·OH) ,再
通过自由基与有机化合物之间的加合、取代、电子转 移、断键等,使水体中的大分子难降解有机物氧化降 解为低毒或无毒的小分子物质,甚至直接降解成为 CO2 和H2O,接近完全矿化。
2019/4/4
臭氧氧化新技术
臭氧处理单元自身的改进 促使臭氧分解产生比臭氧活性更高,且几乎无选择性 的各类自由基(主要是羟基自由基)
臭氧与其他常规水处理单元结合 利用预臭氧化带来的一些有利条件,结合常规的水处 理工艺,从而达到事半功倍的目的
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臭氧处理单元自身的改进
(1)O3/UV高级氧化技术
影响
(2)在实际应用中,臭氧用于自来水消毒所需的投加量一般 为1-3mg/l,接触时间不小于5min。
(3)选择性 例如臭氧对于滤过性病毒及其它致病菌的灭活作 用非常有效。但青霉素菌之类的菌种对臭氧就具有一定的抗 药性。对一般细菌、大肠菌、病毒等特别有效,其杀菌能力 比氯系列的消毒剂要强几十倍到数百倍。
O3/UV处理TNT炸药废水的研究:实验用254nm的紫外光配 合臭氧,研究在单纯臭氧、单纯紫外光照射以及O3/UV情 况下的TNT去除率,后者去除效率最高,臭氧在紫外光的 协同作用下,由于羟基自由基的形成,有效地破坏了有机 物的分子结构并最终使之矿化。
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(2)O3/H2O2高级氧化技术
2019/4/4
(5)气态O3的投加方式
O3的投加方式通常在混合反应器中进行,混合反应器的作 用有二:(1)促进气、水扩散混合;(2)使气、水充分 接触,迅速反应。
水处理高级氧化技术

(4)各种常用消毒剂的效果按以下顺序排列: O3>ClO2>HOCl>OCl->NHCl2>NH2Cl
高级氧化技术特点:
1)反应过程中产生大量氢氧自由基·OH。 2)反应速度快,多数有机物在此过程中的氧
化速率常数可达106 ~109 L/(mol.s)。 3)适用范围广,较高的氧化电位使得·OH几
乎可将所有有机物氧化直至矿化,不会产生二 次污染。
4)可诱发链反应,由于·OH的电子亲和能为569. 3 kJ ,可 将饱和烃中的H原子拉出来,形成有机物的自身氧化,从 而使有机物得以降解,这是各类氧化剂单独使用时所不 能做到的;
电化学氧化法ຫໍສະໝຸດ 湿式空气氧化法湿式氧化法
湿式空气催化氧化法
超临界水氧化法
光催化氧化法
超声波氧化
一、臭氧概述
臭氧在常温常压下是一种不稳定、具有特殊刺 激性气味的浅蓝色气体。臭氧具有极强的氧化性 能,在碱性溶液中拥有2.07V的氧化电位,其氧 化能力仅次于氟,高于氯和高锰酸钾。基于臭氧 的强氧化性,且在水中可短时间内自行分解,没 有二次污染,是理想的绿色氧化药剂。
(2)直接与细菌、病毒作用,破坏它们的细胞器和 DNA,RNA,使细菌的新陈代谢受到破坏,导 致细菌死亡。
(3)透过细胞膜组织,侵入细胞内,作用于外膜的 脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生通透性畸变 而溶解死亡。
表1 臭氧消毒的优缺点
优点
缺点
消毒速度快、效果好 造价高,费用比氯贵
高级氧化技术名词解释

高级氧化技术名词解释高级氧化技术是指可使煤在一定的条件下充分氧化,形成合格炉渣并脱硫、脱硝的技术。
高级氧化技术原理:通过高压氧气与煤炭的高温还原反应,煤中的有机物在常温常压下直接变为可燃气体,从而达到完全燃烧,这是解决煤炭燃烧污染环境的有效途径。
但目前普遍采用的高级氧化工艺存在能耗高、运行成本高、反应温度难控制、副产物对空气污染严重等问题。
因此研究一种新型高级氧化技术具有十分重要的意义。
目前,国内外高级氧化主要分为两类,即高压气流催化高级氧化和热载体加速的高级氧化技术。
我们发现,加速的高级氧化技术正逐渐成为今后新型高级氧化技术的主流。
高级氧化技术具有明显的节能、低温氧化及环保等特点,已成为当今世界高级氧化的研究热点。
目前,在国内外高级氧化研究中,主要研究的对象为烟煤、褐煤及无烟煤。
对焦煤、贫煤、瘦煤、贫瘦煤等炼焦煤由于不能进行高温干馏,其高级氧化技术还处于实验室阶段。
1、气流床加压高温干馏气流床加压高温干馏是一种近年来兴起的一种高级氧化技术。
该技术以大流量气体作为加热介质,在高温、高压下,烟煤、褐煤等固体或液体的煤料,在气流中加压,可在一定时间内将其氧化。
这种方式属于强化氧化,加热速度快,氧化产物易控制。
因此它也是近年来我国各煤炭科研单位开展最多的一种高级氧化方式。
2、高温干馏煤气利用湿法高温干馏煤气得到的混合气中的大部分可燃成分,均被高温干馏加热至350 ℃以上,部分固定碳得到高温干馏分解,使煤气中二氧化碳含量提高,减少了废气排放,同时有效降低煤气输送系统的阻力。
这项技术技术工艺简单,投资小,运行费用低,便于操作,比较适合于中国广大农村煤气化站点的使用。
3、空气/富氧高级氧化技术该技术的原理是:将氮气引入气流中,氮气迅速吸收煤气中的二氧化碳,达到脱碳效果,同时由于氧气不足,煤气中的一氧化碳和氢气等不完全燃烧产物在催化剂作用下被氧化,生成二氧化碳、水、氨和硫化氢等副产物。
该技术的关键在于催化剂的选择和煤气中残余煤气量的控制。
高级氧化技术臭氧研究

成
HO
• 2和Leabharlann O• 2;
b 水中的杂质M会引发臭氧
分解从而产生另一些自由
基(·OH、O
• 3
、HO
• 3
)。
臭氧在水中的分解机理
(2)Gordon,Tomiyasu,Fukutoml机理
链引发是两个电子传递过程或者臭氧的一个氧原子传递至氢
氧根离子,臭氧分解机理步骤如下:
O3+OH-→ HO•2 +O2
(3)臭氧降解有机物上机理体系还没完全形 成,我们还有很大空间改进。
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【42】:要相信,梦想能到达的地方,脚步有一天也到达。 【35】:我们不比别人差,只是没有比别人努力 总的说来,生气对人体健康的伤害可以归纳为以下“10伤”—— 【53】:我做过的最奢侈的梦,就是不忘初衷。 【54】:寻着你的影子,不做你的影子 【43】:如果你是捷达,却嵌入了捷豹的野心,那么这是自找罪受,但只要你喜欢,而且心甘情愿,哪怕你是捷安特都没关系。 【9】:永远不要跟别人比幸运,我从来没想过我比别人幸运,我也许比他们更有毅力,在最困难的时候,他们熬不住了,我可以多熬一秒钟、两秒钟。 --马云 【52】:神创造人类,人类自己产生梦想,可你永远不知道,神赋予你的才能,到底是否契合你心中永不褪色的梦。 --萧十一狼 《半面妆·燃心香》 【59】:人生是时间的旅行,永远跟随时代向前的潮流,但心中永远围绕着一份坚持永不改变。 伤内分泌 生气对内分泌系统容易产生影响,如生闷气可导致甲状腺功能紊乱。 【8】:今天会很残酷,明天会很残酷,后天会很美好,但大部分人会死在明天晚上。 --马云
目前国内污水影响环境问题严重
内蒙古拉僧庙工业园
区每天大量的工业污水流 向黄河滩
兰州段黄河
臭氧高级氧化

臭氧高级氧化随着人类社会的发展和工业化的进程,环境污染问题愈发严重。
其中,空气污染是我们面临的一大挑战。
为了解决这一问题,科学家们不断尝试各种方法。
而臭氧高级氧化技术就是其中一种非常有效的治理方法。
臭氧高级氧化是一种利用臭氧气体进行氧化反应的技术。
臭氧气体在分子中含有三个氧原子,因此具有非常强的氧化性。
当臭氧气体与污染物接触时,会发生氧化反应并将其分解成无害的物质。
这种技术可以有效地去除空气中的有机污染物、挥发性有机物和臭味等。
臭氧高级氧化技术的原理比较简单,但是实现起来却需要一定的技术和设备支持。
一般来说,臭氧高级氧化技术需要使用臭氧发生器、反应器、催化剂等设备。
其中,臭氧发生器是臭氧高级氧化技术的核心设备,它可以将氧气转化为臭氧气体。
反应器则是用来将臭氧与污染物接触并发生氧化反应的设备。
而催化剂则可以加速反应速度,提高臭氧高级氧化技术的效率。
臭氧高级氧化技术具有很多优点。
首先,它可以高效地去除空气中的污染物,达到净化空气的目的。
其次,臭氧高级氧化技术可以对多种污染物进行处理,包括有机污染物、挥发性有机物和臭味等。
此外,臭氧高级氧化技术的反应产物通常是无害的物质,对环境和人体都没有危害。
虽然臭氧高级氧化技术有很多优点,但是它也存在一些局限性。
首先,臭氧高级氧化技术需要一定的技术和设备支持,成本较高。
其次,臭氧高级氧化技术只能去除空气中的污染物,无法解决其他环境问题。
此外,臭氧高级氧化技术也存在一定的安全风险,因为臭氧气体具有一定的毒性。
尽管臭氧高级氧化技术存在一些局限性,但是它仍然是一种非常有效的治理方法。
在未来,随着环境污染问题的不断加剧,臭氧高级氧化技术将会得到更广泛的应用。
我们相信,在科学家们的不断努力下,臭氧高级氧化技术一定会变得更加完善和成熟,为我们创造更加美好的环境。
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。
高级氧化技术在工业废水处理中的运用探析

高级氧化技术在工业废水处理中的运用探析高级氧化技术在工业废水处理中的运用探析摘要:随着工业的发展,工业废水成为严重的环境污染问题之一。
为了解决这一问题,研究人员不断探索新的废水处理技术。
高级氧化技术作为一种先进的废水处理技术,已经广泛应用于工业废水处理领域。
本文通过对高级氧化技术的原理和应用进行探析,旨在为进一步发展工业废水处理技术提供参考。
一、引言随着社会的进步和经济的快速发展,工业废水排放量不断增加,严重污染了水资源,对环境造成了严重的威胁。
传统的废水处理方法存在着处理效率低、处理成本高等问题,因此需要研究开发一种高效、低成本的废水处理技术。
二、高级氧化技术的原理高级氧化技术基于氧化还原反应原理,利用氧化剂和光催化剂将废水中有机污染物转化为无害的物质。
高级氧化技术主要包括光催化、臭氧氧化和过氧化氢氧化等方法。
(一)光催化光催化是一种利用光能将废水中的有机污染物降解为无害物质的方法。
通过将光催化剂加入废水中,当光能照射到催化剂上时,激发催化剂表面的电子跃迁,产生活性氧物种,进而氧化有机污染物。
光催化在废水处理中具有处理效率高、无二次污染等特点。
(二)臭氧氧化臭氧氧化是利用臭氧将废水中的有机污染物氧化为无害物质的方法。
臭氧具有很强的氧化性,当臭氧与有机污染物接触时,会发生氧化反应,将有机物分解为二氧化碳、水和气态物质。
臭氧氧化在工业废水处理中应用广泛,具有处理效率高、速度快等优点。
(三)过氧化氢氧化过氧化氢氧化是利用过氧化氢将废水中的有机污染物氧化为无害物质的方法。
过氧化氢是一种强氧化剂,能够与有机污染物发生氧化反应,将其分解为水和无害物质。
过氧化氢氧化具有操作简单、处理效率高等优点。
三、高级氧化技术在工业废水处理中的应用高级氧化技术在工业废水处理中已经得到了广泛的应用。
下面就几个典型的应用案例进行介绍。
(一)染料废水处理染料废水是一种难以降解的高浓度有机废水,传统的废水处理方法难以有效去除染料废水中的有机污染物。
试论高级氧化技术在废水处理中的应用

试论高级氧化技术在废水处理中的应用【摘要】高级氧化技术作为废水处理领域的一种先进技术,具有独特的优势和应用前景。
本文首先介绍了高级氧化技术的发展背景,分析了废水处理的重要性,并指出本文研究的目的。
接着详细解释了高级氧化技术的原理及分类,列举了在废水处理中的应用案例,并探讨了其优势和局限性。
未来发展方向方面,本文提出了一些建议,同时对其经济效益进行了分析。
结论部分总结了高级氧化技术在废水处理中的应用前景,并对未来研究方向提出了建议。
通过对高级氧化技术在废水处理中的应用的综合探讨,可以更好地认识和应用这一技术,促进废水处理行业的发展。
【关键词】高级氧化技术、废水处理、应用案例、优势、局限性、发展方向、经济效益、应用前景、总结、展望、研究方向、建议。
1. 引言1.1 高级氧化技术的发展背景随着工业化和城市化进程的加快,废水排放问题日益严重,对环境造成了严重污染。
传统的废水处理技术在处理高浓度、难降解有机废水时存在效率低、处理周期长、化学物质残留等问题。
为了解决这些问题,高级氧化技术开始被研究和应用。
高级氧化技术是一种利用活性氧体系氧化有机物的新型废水处理技术,其主要包括臭氧氧化、紫外光氧化、高温氧化等方法。
这些方法在氧化速率、效率和选择性上具有独特优势,能够将有害的有机物转化为无害的物质,实现废水的净化和资源化利用。
随着高级氧化技术的不断发展和完善,应用领域也逐渐扩大,包括工业废水处理、生活废水处理、水体污染修复等方面。
高级氧化技术的应用,为废水处理提供了新的思路和解决方案,有望在未来成为废水处理的主流技术之一。
.1.2 废水处理的重要性废水处理是环境保护和生态建设中至关重要的一环。
随着工业化和城市化进程的加快,废水排放量的增加对水资源和生态环境造成了严重的污染和破坏。
废水中含有各种有害物质,如重金属、有机物、氮氧化物等,如果不经过处理直接排放到水体中,会导致水质恶化,危害水生态系统的平衡,影响水资源的可持续利用。
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本文摘自再生资源回收-变宝网()高级氧化技术原理及优缺点高级氧化工艺(AdvancedOxidationProcesses,简称AOPS)是20世纪80年代开始形成的处理有毒污染物技术,它的特点是通过反应产生羟基自由基(·OH),该自由基具有极强的氧化性,通过自由基反应能够将有机污染物有效的分解,甚至彻底的转化为无害的无机物,如二氧化碳和水等。
由于高级氧化工艺具有氧化性强、操作条件易于控制的优点,因此引起世界各国的重视,并相继开展了该方向的研究与开发工作。
高级氧化技术主要分为Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法。
一、几种高级氧化技术1.Fenton氧化法过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化技术体系称为Fenton试剂。
它是100多年前由H.J.H.Fenton发明的一种不需要高温和高压而且工艺简单的化学氧化水处理技术。
近年来研究表明,Fenton的氧化机理是由于在酸性条件下过氧化氢被催化分解所产生的反应活性很高的羟基自由基所致。
在Fe2+催化剂作用下,H2O2能产生两种活泼的氢氧自由基,从而引发和传播自由基链反应,加快有机物和还原性物质的氧化。
其一般历程为:Fenton氧化法一般在PH为2~5的条件进行,该方法优点是过氧化氢分解速度快,因而氧化速率也较高。
但此方法也存在许多问题,由于该系统Fe2+浓度大,处理后的水可能带有颜色;Fe2+与过氧化氢反应降低了过氧化氢的利用率及其PH限制,因而在一定程度上影响了该方法的推广应用。
近年来,有人研究把紫外光(UV),氧气等引入Fenton试剂,增强了Fenton试剂的氧化能力,节约了过氧化氢的用量。
由于过氧化氢的分解机理与Fenton与Fenton试剂极其相似,均产生·OH,因此将各种改进了的Fenton试剂称为类Fenton试剂。
主要有H2O2+UV系统、H2O2+UV+Fe2+系统、引入氧气的Fenton 系统。
Fenton试剂及类Fenton试剂在废水处理中的应用可分为两个方面:一是单独作为一种处理方法氧化有机废水;二是与其他方法联用,如与混凝沉降法、活性炭法等联用,可取得良好的效果。
Fenton法的催化剂难以分离和重复使用,反应pH低,会生成大量含铁污泥,出水中含有大量Fe2+会造成二次污染,增加了后续处理的难度和成本。
近年来,国内外学者开始研究将Fe2+固定在离子交换膜、离子交换树脂、氧化铝、分子筛、膨润土、粘土等载体上,或以铁的氧化物、复合物代替Fe2+,以减少Fe2+的溶出,提高催化剂的回收利用率,扩宽pH的适宜范围。
Daud等用浸渍法将Fe3+固定在高岭石上催化降解活性黑5(RB5),150min内RB5的脱色率达99%。
Youngmin等将Fe(II)与壳聚糖(CS)和戊二醛(GLA)的交联物螯合制成Fe(II)-CS/GLA催化剂,在中性条件下催化降解三氯乙烯(TCE),5h后TCE的降解率达到95%,而传统Fenton法由于在中性条件下发生铁沉淀而对TCE降解不明显。
Plata等以针铁矿作为光-Fenton降解2-氯酚的催化剂,探讨了催化剂用量、光照强度等对处理效果的影响,出水中只含有少量铁离子。
2.臭氧氧化法臭氧是一种优良的强氧化剂,在污水消毒、除色、除臭、去除有机物和COD方面有很好的效果。
臭氧氧化法降解有机物速度快,条件温和,不产生二次污染,在水处理中应用广泛。
臭氧处理污水作用大体表现物,一是臭氧直接氧化,二是通过形成的羟基自由基而进行自由基氧化。
单独的臭氧氧化法由于臭氧发生器易损坏,能耗较大,处理成本昂贵,且其臭氧氧化反应具有选择性,对某些卤代烃及农药等氧化效果比较差。
为此,近年来发展了旨在提高臭氧氧化效率的相关组合技术,其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等组合方式不仅可提高氧化速率和效率,而且能够氧化O3单独作用时难以氧化降解的有机物。
胡俊生等比较了H2O2/O3、O3处理染料废水的效果,魏东洋等则对UV/O3、O3降解六氯苯的效果进行了比较,结果表明,采用组合技术可显著提高氧化速率和处理效果、缩短反应时间、降低耗量O3。
催化臭氧氧化法也日渐受到国内外学者的关注。
催化臭氧氧化法使用的催化剂主要是过渡金属氧化物和活性炭,其中活性炭价格低、吸附性强、催化活性高、稳定性好,被广泛应用于催化臭氧氧化体系中。
3.超声氧化法超声氧化法是利用频率范围为16kHz-1MHz的超声波辐射溶液,使溶液产生超声空化,在溶液中形成局部高温高压和生成局部高浓度氧化物·OH并和H2O2可形成超临界水,快速降解有机污染物。
超声氧化法集合了自由基氧化、焚烧、超临界水氧化等多种水处理技术的特点,降解条件温和、效率高、适用范围广、无二次污染,是一种很有发展潜力和应用前景的清洁水处理技术。
超声降解有机物主要是在空化效应作用下,有机物通过高温分解或自由基反应两种历程进行。
在超声空化产生的局部高温、高压环境下,水被分解产生·OH自由基,另外溶解在溶液中的空气(N2和O2)也可以发生自由基裂解反应产生自由基。
这些自由基也会进一步引发有机分子的断裂、自由基的转移和氧化还原反应。
单独超声氧化技术能够去除水中的某些有机污染物,但其单独处理成本高,且对亲水性、难挥发的有机物处理效果较差,对TOC的去除不彻底,因此,常与其他高级氧化技术联用,以降低处理成本、改善处理效果。
而且,超声辐射与其它催化技术联用,超声引起的剧烈湍动可强化污染物与固态催化剂之间的固液传质,持续清洗催化剂表面,保持催化剂活性。
基于超声波技术的联合氧化技术有超声/H2O2或O3氧化技术、超声-Fenton氧化技术、超声/光催化氧化技术、超声/湿式氧化技术等。
任百祥采用超声-Fenton试剂联合处理染料废水,染料废水COD去除率达到91.8%,且Chen等发现,在超声与Fenton的协同反应中,负载α-Fe2O3的4A型沸石可以强化超声空化效果,且具有铁离子溶出小、反应稳定性高、使用寿命长的特点。
4.光催化氧化法光催化氧化法是通过氧化剂在光的激发和催化剂的催化作用下产生的·OH氧化分解有机物。
与传统的处理方法,如吸附法、混凝法、活性污泥法、物理法、化学法等相比较,光催化氧化降解水中有机污染物具有能耗低、操作简便、反应条件温和、可减少二次污染等突出优点,因而日益受人们重视。
光催化氧化技术使用的催化剂有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。
大量实验证明,TiO2光催化反应对于工业废水具有很强的处理能力。
早期的光催化氧化法是以TiO2粉末作为催化剂,存在催化剂易流失、难回收、费用高等缺点,使该技术的实际应用受到一定限制。
TiO2的固定化成为光催化研究的重点,学者开始研究以TiO2薄膜或复合催化薄膜取代TiO2粉末。
刘磊等将纳米TiO2固定在玻璃表面光催化降解乙酸,董俊明等将TiO2/GeO2复合溶胶喷涂于铝片上制成复合膜光催化降解经臭氧氧化处理的活性蓝染料废水,均获得较好的降解效果。
此外,将光催化技术与膜分离技术耦合的光催化膜反应器可有效截留悬浮态催化剂,为催化剂的分离回收提高了新的思路。
5.湿式氧化法湿式氧化法是在高温高压下,利用氧化剂将废水中有机物氧化成二氧化碳和水,从而达到去除污染物的目的。
湿式氧化法最初由美国F.J.Zimmermann于1958年研究提出,用于造纸黑液。
随后氧化工艺得到迅速发展,应用范围从回收有用化学品和能量进一步扩展到有毒有害废弃物的处理。
湿式氧化法一般在高温(150~350℃)高压(0.5~20MPa)操作条件下,在液相中,用氧气或空气作为氧化剂,氧化水呈溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物,一般有两个步骤:①空气中的氧从气相向液相的传质过程;②溶解氧与基质之间的化学反应。
湿式氧化法在实际推广应用方面仍存在一定的局限性:①湿式氧化一般要求在高温高压的条件下进行,其中间产物往往为有机酸,故对设备材料的要求比较高,须耐高温、高压,并耐腐蚀,因此设备费用大,系统的一次性投资高;②由于湿式氧化反应中需维持在高温高压的条件下进行,故仅适于小流量高浓度的废水处理,对于低浓度大水量的废水则很不经济;③即使在很高的温度下,对某些有机物如多氯联苯、小分子羧酸的去除效果也不理想,难以做到完全氧化;④湿式氧化过程中可能会产生毒性更强的中间产物。
在湿式氧化法的基础上发展起来的催化湿式氧化法,通过投加催化剂提高该技术的氧化能力、降低反应温度和压力,从而降低了投资和运行成本,扩大了该技术的应用范围,成为湿式氧化法研究的热点。
催化湿式氧化法常用的催化剂有Fe、Cu、Mn、Co、Ni、Bi、Pt等金属元素或其中几种元素的组合。
6.超临界水氧化法为彻底去除一些湿式氧化发难以去除的有机物,研究出将废液温度升至水的临界温度以上,利用超临界水的良好特性来加速反应进程的超临界水氧化法。
超临界氧化技术是80年代中期由美国学者Model提出的一种能够彻底破坏有机物结构的新型氧化技术。
其原理是在超临界水的状态下将废水中所含的有机物用氧化剂迅速分解成水、二氧化碳等简单无害的小分子化合物。
在超临界水氧化过程中,由于超临界水对有机物的氧气都是极好的溶剂,因此有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行,反应不会因相间转移而受限制。
同时高的反应温度,也使反应速度加快。
在超临界水氧化法的基础上发展起来的催化超临界水氧化技术具有更强的降解能力和较低的反应温度与压力。
催化超临界水氧化技术中常用的催化剂有MnO2、CuO、TiO2、CeO2、Al2O3、Pt及其中几种物质组成的复合催化剂如Cr2O3/A12O3、CuO/A12O3、MnO2/CeO2等。
超临界水氧化法是一种新兴且很有发展前景的废水处理技术。
经过20多年的发展,该方法已经有了很大进展,但仍存在一些问题,如:设备及工艺要求高,一次性投资大;设备的防腐和盐沉积问题并未完全解决;反应机理上还需进一步探讨。
这些问题都阻碍了超临界水氧化技术的发展。
不过,超临界水氧化技术已经在工业废水处理上显示出勃勃生机,我们相信随着科学技术的不断进步,该方法会得到广泛应用。
二、几种高级氧化技术的优缺点高级氧化技术虽然具有适用范围广、反应速率快、处理效率高、无二次污染或少污染、可回收能量及有用物质的优点,但各类高级氧化技术在实际应用中都存在一些问题。
在实际应用中,应根据废水的水质水量情况,结合各类氧化法的技术特点,选择最经济有效的处理技术。
表对各类高级氧化技术的优缺点进行了比较,并指出了其今后发展的主要方向。
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