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臭氧发生器高级氧化技术,焦化废水,石油裂变废水,矿井水处理

2019-11-21 15:23:49
作者:中辰臭氧
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臭氧发生器高级氧化技术,焦化废水,石油裂变废水,矿井水处理

    目前先进的氧化技术主要有化学氧化、光化学氧化、光催化氧化、湿催化氧化等。AOPS具有氧化能力强、操作条件易于控制等优点,近年来受到越来越多的关注。

    高级氧化技术的利与弊

    化学氧化法

    该方法是一种化学氧化剂液态或气态的无机或有机微转化成有毒的,无毒,或转化以形成容易分离。在水处理氧化剂常用的是臭氧,过氧化氢,高锰酸钾等。苯酚废水处理过程中,臭氧和过氧化氢的应用是最常见的。

    目前,世界上许多国家,特别是欧洲国家都使用臭氧消毒。在臭氧氧化系统中加入大表面积活性炭等固体催化剂。臭氧与活性炭同时使用,起到催化作用,并能吸附臭氧氧化后的小分子产物。两者的结合增加了溶液中的OH-含量,从而产生更多的羟基自由基。

    过氧化氢是一种强氧化剂,在碱性溶液中氧化迅速,不会给反应溶液带来杂质离子。

    过氧化氢用于工业废水中COD的去除已有很长一段时间了。虽然化学氧化处理废水的价格高于普通物理和生物处理方法,但该方法对其它处理方法,如有毒、有害或不可生物降解废水的预消化、高浓度/低流量废水的预处理等,具有不可替代的作用。

    的效果稳定难熔化合物的高浓度的过氧化氢的降解单独不好,可以通过使用过渡金属盐的提高,最常用的方法是使用铁盐来激活,即Fenton试剂。

    芬顿试剂法

    以一定比例的可溶性亚铁盐和过氧化氢组成的芬顿试剂可以在不受高温高压的条件下氧化许多有机分子。试剂中的Fe2+能引发和促进过氧化氢的分解,从而产生羟基自由基。酚试剂、氯酚、氯苯、硝基酚等有毒有害物质也可被芬顿试剂和芬顿试剂氧化。

    过氧化氢和臭氧、过氧化氢和紫外线辐射的结合被称为类fenton技术,其原理基本上与fenton技术相同。

    光化学氧化法

    该方法是在光的作用下进行的化学反应,其要求分子吸收特定波长的电磁辐射,激发以产生分子的激发态,然后改变到另一稳定状态,或成为热反应的中间产物。

    纯弱紫外线分解,通过引入UV氧化过程的氧化剂(例如,H2O2,O3,等等)的合适量,优化处理效果可以显著增加废水的降解速率。

    有机物的光降解有两种方式:直接光降解和间接光降解。前者是指有机物分子吸收光能后与周围环境中处于激发态的物质直接反应的过程;后者是指有机环境中的某些物质在激发态吸收光能,然后诱发有机物与污染物反应的过程。

    其中,有机物的间接光降解作用更为重要。光化学氧化的有效波长范围为200nmー700nm,即e。紫外线和可见光的范围。

    光化学氧化法用于大气污染处理和废水处理。根据氧化剂的种类,可分为UV/O3、UV/H2O2、UV/Fenton等体系。

    不论哪个系统,通常通过降解有机物光化学反应,生成羟基自由基。所述UV/O3系统中,下羟基自由基的紫外线分解的液相中,UV吸收最大值在253.7nm的至多可以是有机物氧化成CO2和水,用于治疗工业废水污染物铁氰酸盐,有机化合物,氨三乙酸醇,杀虫剂,氮,硫或有机磷及其他氯化有机物。

    光催化氧化法

    在这种方法中,光催化剂(又称光催化剂)在特定波长光源的照射下产生催化作用,使周围的水分子和氧激发形成高活性的·Oh-和·O2自由基。TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4是光催化氧化技术中使用的催化剂。二氧化钛是最常用的催化剂。在光催化反应中,TiO2的光催化活性主要受晶相、晶粒尺寸和比表面积的影响。

    当晶相确定后,晶粒尺寸和比表面积成为影响TIO2光催化性能的重要因素。粒径越小,光电子和空穴扩散时间越短,比表面积越大,对污染物的吸附效果越好。当催化剂粒度达到纳米级时,可以产生量子效应,提高光吸收利用率,这是目前催化剂的一个重要研究方向。

    光催化氧化具有无毒、操作简单的特点.紫外光和模拟阳光和日光可作为光源,自然条件(如空气)可作为催化助剂,活性高,稳定性好,可完全降解有机污染物,无二次污染。

    近年来,利用自然光来完全降解各种污染物,在提高催化剂活性和激发光波长范围的扩大等,催化剂的也称为改性表面的人很多。的二氧化钛掺杂有过渡金属,贵金属沉积可以被修改,以形成一个新的台阶,从而扩大它们的光,其修改响应的范围和等感光的改进的光催化性能。

    光催化氧化的应用领域主要包括染料废水和高浓度有机废水的处理以及饮用水深度处理阶段难降解微污染物的去除。

    一般来说,TIO2的光催化氧化只能在紫外光波长范围内进行,这限制了光催化技术的应用。另外,光催化氧化反应器的发展还处于初级阶段,难以进行大规模的处理。

    湿式氧化法

    该方法是一种在高温高压下将废水中的有机物氧化为二氧化碳和水的高级氧化法。该方法具有应用范围广、处理效率高、二次污染少、氧化速率快、可回收能源和有用材料等特点。

    在日本和美国,这种方法应用在工程,是尖端技术,发展前景广阔。这种方法也有问题,但是,需要高的温度和压力,其中所述中间产物是通常的有机酸,设备苛刻材料,催化剂价格昂贵,且仅适用于小流量的条件下湿式氧化通常进行高浓度废水。

    湿式氧化有两种:亚临界水氧化法和超临界水氧化法。

    超临界水氧化是一种在超临界条件下对水中有机污染物进行氧化处理的新型高效废水处理技术。在一定的温度和压力下,几乎所有有机物都能在很短的时间内完全氧化分解,大大缩短了污水处理时间。在超临界水中,盐的溶解度明显降低,而有机物的溶解度明显增加。苯、正己烷、N2、O2等能与水完全混溶,从而使密度、粘度和扩散系数发生变化。

    扩散系数随密度的增加而减小。由于湿式氧化工艺使用的温度和压力较高,水的密度降低,扩散系数增大,传质速率急剧增加。湿法氧化的主要应用领域是农药废水处理、苯酚废水处理、印染废水处理和污泥处理。经湿式氧化处理后,上述废水的毒性大大降低,废水的可生化性也得到了提高。辅以生化处理,废水排放达到标准。

    有机污染物的高级氧化可以矿化为二氧化碳和水,该方法是环保的,但该处理是污染物的降解限制其成本高,促进了“瓶颈”。

    除了中国的一些先进氧化技术,如芬顿法和臭氧氧化技术,它们已经应用于实际的水处理中,大部分仍处于实验室研究阶段或小规模试验阶段。

    只有解决投资成本高、设备腐蚀严重、处理水量少的缺点,才能加快高级氧化技术在实际工业中的应用。高级氧化技术的发展方向可概括为:

    首先是光催化氧化技术等技术的一部分,臭氧氧化技术可以提高废水的生物降解性,单独处理焦化废水的难度大,成本高,可以将焦化废水与生化技术相结合,降低焦化废水的生物毒性,提高生物降解性,然后采用低消耗、高效率的生化方法进行处理。

    第二,催化湿氧化,超临界水氧化技术高设备的要求,高的处理成本,可以为特殊反应堆材料被开发和催化剂是低的。在焦化废水,如废水的剩余氨顽固性不与其它的废水混合的处理,废水增加氧化剂的量,并进一步提出的上述处理。

    第三是设计一种结构简单、效率高、自然光应用和长期稳定运行的反应器,提高光化学氧化和光催化氧化技术的处理效率,并将其与混凝、吸附等技术相结合。
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