粉體行業在線展覽
粉體行業在線展覽
直接聯系
江蘇久吾高科技股份有限公司
面議
3563
高級氧化技術，它匯集了現代光、電、聲、磁、材料等各相近學科的研究成果，主要包括電化學氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法、光催化氧化法和超聲降解法等。
影響氧化還原反應的因素有溶液的酸堿度、溫度、反應物的濃度等。其中溶液的酸堿度尤為重要，因為它將決定溶液中各種理智的電離度和存在形態。
一、電化學處理技術
電化學氧化法主要用于有毒生物降解有機廢水的處理，其基本原理是使污染物在電極上發生直接電化學反應或間接電化學反應而得到轉化，從而達到削減和去除污染物的目的。電化學方法既可以單獨使用，又可以與其他處理方法結合使用，如作為前處理方法，可以提高廢水的生物降解性，一般電化學處理工藝只能針對特定的廢水，處理規模小，且處理效率不高，其耗電量大，不利于運營成本控制。
二、試劑氧化法
試劑氧化法包括Fenton試劑處理法、超臨界水氧化法(SCWO)等。
(一)Fenton試劑處理法
Fenton試劑為常用的催化試劑，它是由亞鐵鹽和過氧化物組成，當PH值足夠低時，鐵離子作用于過氧化氫生成羥基自由基，并引發更多的自由基，進攻有機物分子內鍵,達到將有機物完全無機化或裂解為小分子的目的。Fenton試劑在水處理中的作用主要包括對有機物的氧化和混凝兩種作用。它能有效去除傳統廢水處理技術無法去除的難降解有機物。
隨著研究的深入，又把紫外光(UV)、草酸鹽(C2O42-)等引入Fenton試劑中，使其氧化能力大大加強。以TiO2為催化劑，9 W低壓汞燈為光源，用Fenton試劑對制藥廢水進行處理，取得了脫色率100%，COD去除率92.3%的效果，且硝基苯類化合物從8.05 mg/L降至0.41 mg/L。
其他催化試劑還有H2O2/O3，它是飲用水應用領域應用廣泛得高級氧化技術，因為只需要向臭氧發生器中加入過氧化氫即可。臭氧本身具有極強的氧化性，能去除大量得有機物，但對某些鹵代烴及農藥等有機物的氧化效果較差，將臭氧和過氧化氫結合使用可大大提高氧化效率，它的主要特點是在濁度較高得水中仍然運行良好。
(二)超臨界水氧化法(SCWO)
超臨界氧化廢水處理技術是在濕法氧化基礎上發展反應一開始就把Fe2+迅速氧化成Fe3+ ，適用于有毒有機固廢物和工業廢水的一種高級氧化技術。SCWO以水位介質，利用超臨界條件(溫度>374℃，P>22.1MPa)下不存在氣液界面傳質阻力的特點(在超臨界狀態下，水象高密度的氣體對有機物由很高的溶解能力，輕的有機氣體以及CO2等完全互溶，但無機物化合物尤其是鹽類難溶于其中。另外，超臨界水具有較高的擴散系數和較低的粘度)，在極短時間內將各種有機物完全氧化為二氧化碳和水，不產生二次污染,被稱為生態水處理技術。當廢水中的有機物濃度在2%以上時，利用有機物氧化反應產生的熱量維持系統的反應溫度，基本不需要外界供熱。
超臨界氧化技術與其他處理技術相比，具有明顯的優點：
①效率高，處理徹底，有毒物質的清除率高達99.99%以上;
②反應速度快，停留時間短(小于1min)，反應器結構簡單，體積小;
③適應范圍廣，可以適用于各種有毒物質廢水廢物處理;
④沒有二次污染，不需進一步處理，且無機鹽可從水中分離出來，處理后的廢水可完全回收利用;
⑤當有機物含量超過10%時，不需額外供熱，實現熱量自給。
超臨界水氧化的高溫高壓的操作條件無疑對設備材料提出了嚴格的要求，在實際進行工程設計時還須注意一些工程方面的因素，如腐蝕，鹽的沉淀，催化劑的使用，熱量傳遞等。
三、濕式催化氧化技術(CatalyticWetOxidationProcess, CWOP)
濕式催化氧化技術是一種工業廢水的高級處理方法(屬于物理化學方法)。是在高溫(200-300℃)、高壓(2-10MPa)下，將廢水通過裝有高效氧化性能催化劑的反應器，在反應器中看，可將其中的有機物及N、S等毒物結構中的雙鍵斷裂，由大分子氧化成小分子，小分子進一步氧化成CO2、H2O、及N2、SO42-等無害物質，使COD大幅度下降，BOD/COD值提高，增加了廢水可生化性的過程。反應時間一般為10min-2.0h。
使用此方法處理廢水時，廢水中不得含有大量的可導致污染催化劑的物質(如金屬)、以及容易造成設備或管道堵塞的物質(如高濃度鹽類)，如果存在此類物質，在進行反應前需做相應的處理(如脫鹽、蒸餾等)。
其顯著的特點是以羥基自由基為主要氧化劑與有機物發生反應，反應中生成的有機自由基可以繼續參加·OH的鏈式反應，或者通過生成有機過氧化物自由基后，進一步發生氧化分解反應直至降解為*終產物CO2和H2O，從而達到了氧化分解有機物的目的。羥基自由基是一種極強的化學氧化劑(氧化劑的氧化電位)，它的氧化電位比普通氧化劑(如臭氧、氯氣、過氧化氫)高得多，這意味著·OH的氧化能力要大大高于普通化學氧化劑。
按設備結構來分，主要有固定床和流動床兩類。固定床又分為氣相固定床和液相固定床;流動床要考慮解決催化劑分離和回收的問題。
濕式氧化法可處理的有機物有：
①無機氰化物和有機氰化物易氧化;
②脂肪族和氯化脂肪族化合物易氧化;
③芳烴(甲苯等)易氧化;
④芳香族和含非鹵代官能團(如酚和苯胺)的鹵代芳香族化合物易氧化;
⑤不含其它非鹵代官能團(如氯苯)的鹵代芳香族化合物難以用濕式氧化法處理。
四、光催化氧化水處理技術
光催化氧化技術利用光激發氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結合。所用光主要為紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工藝，可以用于處理污水中CHCl3、CCl4、多氯聯苯等難降解物質。另外，在有紫外光的Feton體系中，紫外光與鐵離子之間存在著協同效應，使H2O2分解產生羥基自由基的速率大大加快，促進有機物的氧化去除。
(一)廢水處理
該技術能降解廢水中高濃度有機污染物，難降解難以生化處理的有機廢水。鹵代脂肪烴、鹵代芳烴、有機酸類、硝基芳烴、取代苯胺、多環芳烴、雜環化合物、烴類、酚類、染料、表面活性劑、農藥等都能有效地進行光催化反應，*終生成無機小分子物質。光催化反應的強氧化性能是其在有機污染控制方面的技術優勢所在。
(二)含鹵衍生物
有機氯化物是水中*主要的一類污染物，毒性大，分布廣，鹵代烴、鹵代脂肪酸等經過該技術處理均可完全降解,氯酚、氯苯等經過一系列中間產物生成CO2和HCl。
(三)染料廢水
印染廢水進入水體會造成嚴重的環境污染，其中有的還含有苯環、胺基、偶氮基團等致癌物質。該技術可用于染料廢水的處理。
(四)農藥廢水
農藥廢水中含有機磷農藥，三氯苯氧乙酸、DDVP、DTHP、DDT、三氮硝基甲烷等，毒性大，難降解，易生物積累。利用TiO2光催化去除農藥雖然不能使所有的污染物*終達到完全礦化。但不會產生毒性更高的中間產物，這是其他方法無法相比的。TiO2光催化對含油廢水、含表面活性劑的廢水、垃圾填埋場滲濾液的處理等均具有良好的效果，除有機物外，許多無機物在TiO2表面也具有光化學活性，目前的研究較多集中在含鉻廢水、含氰廢水的處理以及對貴金屬的回收。
(五)飲用水
光催化降解法，能在短時間內降解飲用水水源中常規工藝無法去除的微量有機物和氯化過程可能產生對人體健康危害極大的有機氯化合物。TiO2光催化對這些微量有機污染物以及消毒副產物的前體物質如腐殖酸、酚類等的去除都有著顯著的效果。TiO2光催化技術處理微生物污染的優勢在于該技術不僅能殺滅飲用水中的細菌、病毒并將其分解為CO2和H2O，同時能降解細菌死亡后釋放出的有毒組分內毒素，從而避免了采用銀系、氯系無機殺菌劑處理帶來的副作用。TiO2光催化對水體中的藻類有同樣的滅活作用，而且對藻類所釋放出的毒素(如微禳藻毒素)有降解作用，這是其他任何一種滅菌方式所不具有的功能。
五、濕式空氣氧化法
濕式空氣氧化法是在高溫高壓下,以空氣為氧化劑，將水中溶解性物質包括無機物和有機物，通過氧化反應將其轉化為無害的新物質，或者轉化為容易從水中分離排除的形態(氣體或固體)，達到處理的目的。
濕式氧化法的關鍵在于產生足夠的自由基，供給氧化反應。雖然該法可以降解幾乎所有的有機物，但是它也有自身的缺點：由于反應條件苛刻，所以對于設備的要求很高，反應設備要耐高溫高壓，燃料消耗大，不適合大水量。
六、光化學氧化法
光化學反應是在光的作用下進行化學反應，采用臭氧或過氧化氫作為氧化劑，在紫外線的照射下使污染物氧化分解，從而達到污水的處理。光化學氧化系統主要有：UV/H2O2系統，UV/O3系統和UV/O3/H2O2系統。
UV/H2O2法能將污染物徹底的無害化，該法對有機物的去除能力比單獨用過氧化氫或紫外線更強。它還是一種更經濟的選擇，能夠在短期內裝配在不同地點。但它不適合處理土壤，因為紫外線不能穿透土壤粒子。光容易被沉淀而堵塞，降低UV的穿透率。需控制PH值，防止氧化過程的金屬鹽沉淀。 UV/H2O2系統主要用于濃度在10-6級的低濃度廢水，而不適用于高強度污染廢水。用該方法去除飲用水中三鹵甲烷，在去除三氯甲烷的同時可減少飲用水中的總有機碳的含量，使水質進一步提高。利用UV/H2O2系統處理受四鹵甲烷污染的地下水，去除率可達97.3%~99%，其費用與活性炭處理相當。在UV/H2O2系統中，每一分子H2O2可產生兩分子羥基，具有比Fenton試劑更好的費用-效益比。與其他方法如Fenton試劑，吸附法相比，不僅能有效去除水中有機污染物而且不會造成二次污染，也不需要后續處理。
