高级氧化技术在水处理的研究.docx
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1、 高级氧化技术在水处理的研究 雷奎春摘 要:本文主要分析了处理水的几种高级氧化技术,主要有化学氧化法、光催化氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法等,并且就各种高级氧化技术进行了优化对比。关键词:高级氧化技术;水处理;氧化氢;臭氧随着我国社会经济的快速发展,工业也得到了迅猛的发展,工业废水中的各种有机物被越来越多的排放到水体当中,所造成的环境污染越来越严重。这些废水当中的有机物往往有毒,甚至会致癌,一些挥发性的物质进到大气中后,会对人类健康产生很大的威胁。一般的物理、化学和生物方法不能做到真正的净化处理,于是,高级氧化技术便应运而生,在水处理中得到了普遍的运用。1 化学氧化法化学氧化法就是将化学物
2、质添加到其中,再使用这些物质反应出现的OH氧化污染物,比较常见的主要包括两大类:Fenton试剂氧化与臭氧氧化。1.1 Fenton试剂氧化早在1894年,法国科学家Fenton研究发现,酸性水溶液中亚铁离子与过氧化氢共存时,能氧化酒石酸,这就为后人分析还原性有机物与选择性氧化有机物提供了新方法,所以,将Fe2+/H2O2被叫做Fenton试剂。在Fe2+/H2O2中,Fe2+是催化剂,而H2O2是化学反应所产生的,OH则是起氧化作用。当pH值在2.53.5之间时是Fenton试剂的最佳使用环境。因为这时Fe2+能更好的催化H2O2。Fenton法氧化能力强、反应条件温和,所用设备简单、适应性
3、较广,但是由于H2O2利用率低、有机物矿化不充分,也在很大程度上制约了其发展。1.2 臭氧氧化臭氧(O3)是一種强氧化剂,在水溶液中能自发的分解成含氧自由基,但氧化速率不高,且选择性较高。而在碱性体系中,OH-的存在会在很大程度上加快O3的分解,导致出现OH,加快反应。O3氧化主要用在难生物降解的有机废水中,主要是提高废水的可生化性。它也被用于一些高色度的废水中,比方说处理印染废水,实现脱色。把氧化剂H2O2、紫外光等引入到臭氧处理体系中,可以加速O3的分解速率,提高了污染物的反应速率;在O3/H2O2体系中,H2O2提高了O3的分解速率,增加了OH的产生数量,相当有助于污染物的降解;这样,O
4、3/H2O2/UV混合体系也能在很大程度上加快03的反应能力,所以,被广泛的用在难降解污染物的废水处理中。2 光催化氧化法现阶段研究最多的是半导体光催化剂二氧化钛(锐钛矿型TiO2)。通过紫外光的照射,光催化剂表面会出现电子一空穴对,如果这时有适当的俘获剂或表面发生缺陷时,就会在很大程度上抑制电子一空穴的复合,而复合前,在光催化剂的表面会出现氧化还原反应。空穴具有很强的化学反应活性,体系中多数光催化氧化反应,是直接或问接利用空穴的这一氧化能力,它一般与其表面吸附的H2O或OH-反应形成OH,同时体系中还产生其它具有氧化性的自由基,如超氧离子自由基02-、HO2自由基等,这些氧化性很强的自由基,
5、能将各种有机物直接或间接矿化为CO2、H2O等无机小分子物质。光催化氧化技术,在染料、农药及其它含难降解污染物废水的处理中研究较多,但由于存在光能利用率低、电子一空穴复合率高、量子效率低等不足,而限制了对该技术的应用。近些年来,围绕着提高光催化活性的研究,主要集中在以下几个领域:纳米光催化剂的研制、光催化剂的固定化技术、复合半导体光催化剂的研制及高效光催化反应器的研究等。3 湿式氧化法湿式氧化(Wet Oxidation),是指在高温高压液相条件下,利用氧气或空气(或其它氧化剂如O3、H2O2等)氧化水中有机物或还原态无机物的一种处理方法。湿式氧化采用的温度一般为120320,压强为0.520
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