污水處理技術(shù)篇:光化學(xué)氧化技術(shù)應(yīng)用于印染廢水處理
近年來印染行業(yè)技術(shù)革新日新月異,普遍采用堿減量工藝,人工合成聚乙烯醇(PVA)漿料和各種難降解、抗氧化的助劑大量使用,印染廢水有機(jī)物濃度大幅上升,可生化性進(jìn)一步變差,使得原先可以達(dá)到處理要求的傳統(tǒng)二級(jí)處理工藝處理效果削弱,難以達(dá)標(biāo)排放。
印染廢水的光化學(xué)氧化處理
光化學(xué)氧化技術(shù)屬于高級(jí)氧化工藝,是新興的現(xiàn)代廢水處理技術(shù),該技術(shù)通過氧化劑(O3、H2O2等)在紫外(或可見)光的激發(fā)和催化劑(Fe2+、Fe3+、半導(dǎo)體等)的催化作用下,產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基(.H),.OH的標(biāo)準(zhǔn)氧化電位達(dá)2.8eV,是除元素氟以外最強(qiáng)的氧化劑,能無選擇地將絕大多數(shù)有機(jī)物徹底氧化成CO2、H2O和其它無機(jī)物,反應(yīng)速度快,耗時(shí)短,反應(yīng)條件溫和(常溫、常壓),操作條件易于控制,無二次污染。印染廢水中染料的顏色來源于染料分子的共扼體系-含不飽和基團(tuán)-N=N-、>C=C<、-N=O、>C=O等的發(fā)色體,光化學(xué)氧化產(chǎn)生的?OH能夠有效打破共扼體系結(jié)構(gòu),使之變成無色的有機(jī)分子,并進(jìn)一步礦化為H2O、CO2和其他無機(jī)物質(zhì)。光化學(xué)氧化工藝上的特點(diǎn)和染料的分子結(jié)構(gòu)特征決定了光化學(xué)氧化技術(shù)在印染廢水處理方面具有其他工藝所無可比擬的優(yōu)勢(shì)。
1.UV/O3法
UV/O3是將臭氧(O3)與紫外光(UV)輻射相結(jié)合的高級(jí)氧化工藝。O3是一種強(qiáng)氧化劑,既可直接與有機(jī)物反應(yīng),也可通過反應(yīng)過程中產(chǎn)生的.OH氧化有機(jī)物,具有很好的降解有機(jī)物、開環(huán)脫色和消毒效果,且多余的O3在水中自動(dòng)分解成O2,無二次污染。
2.光助Fenton法
Fenton試劑是由雙氧水(H2O2)與亞鐵離子(Fe2+)按一定比例混合而成的強(qiáng)氧化劑。光助Fenton體系中,紫外光和Fe2+對(duì)H2O2的催化存在協(xié)同效應(yīng),使得H2O2的利用效率更高,反應(yīng)速度和處理效果也優(yōu)于普通Fenton試劑。
反應(yīng)過程中產(chǎn)生大量的.OH,使有機(jī)物被氧化分解,同時(shí)鐵水絡(luò)合物Fe(OH)2+對(duì)印染廢水中的懸浮染料具有很好的絮凝沉淀效應(yīng),強(qiáng)化了對(duì)污染物的去除。
3.光催化氧化法
光催化氧化技術(shù)的原理是利用能量等于或大于半導(dǎo)體材料(TiO2、ZnO、CdS等)禁帶寬度(一般3eV以下)的光照射半導(dǎo)體材料,使其價(jià)帶上的電子(e-)被激發(fā)躍遷到導(dǎo)帶,在價(jià)帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴(h+)。光致空穴(h+)具有極強(qiáng)的得電子能力,將其表面吸附的OH-和H2O氧化成OH,被激發(fā)的電子(e-)與O2結(jié)合生成超氧離子(O2-):TiO2+hν→TiO2+h++e-h++OH-→OHh++H2O→OH+H+e-+O2→O2-OH和O2-將有機(jī)物最終氧化為CO2、H2O和無機(jī)離子。另外,染料本身也是光敏化劑,有助于催化劑價(jià)帶上電子的躍遷,使得催化劑可以被較大波長(zhǎng)范圍的光激發(fā)。TiO2催化活性好,難溶,無毒,穩(wěn)定性強(qiáng),太陽光照射下即可反應(yīng),且價(jià)格相對(duì)便宜,因而是最常用的催化劑。
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