高級(jí)氧化技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用
摘要:介紹了高級(jí)氧化技術(shù)的原理,F(xiàn)enton及類(lèi)Fenton氧化法、光化學(xué)和光催化氧化法、臭氧氧化法、超聲氧化法、電化學(xué)法等幾種常用的高級(jí)氧化技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)展。分析并指出了各種高級(jí)氧化技術(shù)研究的熱點(diǎn)及今后的主要發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:高級(jí)氧化技術(shù);廢水處理;·OH
隨著工業(yè)的高速發(fā)展,進(jìn)入水體的有機(jī)物的數(shù) 量和種類(lèi)都急劇增加,造成了水資源的嚴(yán)重污染,對(duì) 于那些含有高毒性且難降解有機(jī)物的廢水,傳統(tǒng)的 生物處理己不能滿(mǎn)足處理要求,不得不考慮其它的 處理方法。
高級(jí)氧化技術(shù)(Advanced oxidation processes, AOPs)是2O世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種用于處 理難降解有機(jī)污染物的新技術(shù)。它的特點(diǎn)是:(1) 能產(chǎn)生大量非常活潑的羥基自由基·OH,其氧化能 力(2.80 v)僅次于氟(2.87 V),·OH作為反應(yīng)的 中間產(chǎn)物,可誘發(fā)后面的鏈反應(yīng);(2)·OH能無(wú)選 擇地直接與廢水中的污染物反應(yīng),將其降解為二氧 化碳、水和無(wú)害鹽,不會(huì)產(chǎn)生二次污染;(3)由于高 級(jí)氧化反應(yīng)是一種物理一化學(xué)處理過(guò)程,很容易加 以控制;(4)既可作為單獨(dú)處理,又可與其他處理過(guò) 程相匹配,如可作為生化處理的預(yù)處理或深度處理, 降低處理成本。 根據(jù)所使用的氧化劑及催化條件的不同,高級(jí) 氧化技術(shù)通常分為以下幾類(lèi):(1)Fenton及類(lèi) Fenton氧化法;(2)光化學(xué)和光催化氧化法;(3)臭 氧類(lèi)氧化法;(4)超聲氧化法;(5)電化學(xué)法等。
1高級(jí)氧化技術(shù)
1.1 Fenton及類(lèi)Fenton氧化法
Fenton試劑是在1894年由Fenton首次開(kāi)發(fā)并 應(yīng)用于酒石酸的氧化中,典型的Fenton試劑是由Fe 催化H 0 分解產(chǎn)生·OH,從而引發(fā)有機(jī)物的氧 化降解反應(yīng)。陳文松等研究了低劑量Fenton.混凝 法對(duì)印染廢水的處理效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)該法特別適合于 處理成分復(fù)雜(同時(shí)含有親水性染料和疏水性染料) 的染料廢水,同時(shí)具有成本低、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
由于Fenton法處理廢水所需時(shí)間長(zhǎng),使用的試劑 量多,而且過(guò)量的Fe斗將增大處理后廢水中的COD 并產(chǎn)生二次污染。近年來(lái),人們將紫外光、可見(jiàn)光等引 入Fenton體系,并研究采用其它過(guò)渡金屬替代Fe , 這些方法可顯著增強(qiáng)Fenton試劑對(duì)有機(jī)物的氧化降 解能力,并可減少Fenton試劑的用量,降低處理成本, 被統(tǒng)稱(chēng)為類(lèi)Fenton反應(yīng)。Kang等回利用Fenton試劑 對(duì)染料廢水的色度和COD的去除進(jìn)行了研究,可見(jiàn) 光照射160min后TOC去除率達(dá)100%,與Fe 對(duì) H20 的催化作用存在協(xié)同效應(yīng)。另有研究表明[3-4],在 紫外光和可見(jiàn)光照射下,F(xiàn)enton反應(yīng)速率大大加快, Fenton試劑得到了充分利用,廢水的處理效果也得到 了很大提高。Verma等圈的研究則表明在一定條件下, Co與Cu的催化效果比Fe 更好。
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