水处理中的高级氧化技术

《水处理中的高级氧化技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、水处理中的高级氧化技术摘要：高级氧化技术对处理高浓度难降解有毒有害的废水有很好的效果。介绍高级氧化技术机理及Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法在水处理领域的研究进展和应用，探讨了各种高级氧化技术的优缺点。关键词：高级氧化技术；废水处理；羟基自由基高级氧化工艺（AdvancedOxidationProcesses,简称AOPS）是20世纪80年代开始形成的处理有毒污染物技术，它的特点是通过反应产生羟基自由基（·OH），该自由基具有极强的氧化性，通过自由基反应能够将有机污染物有效的分解，甚至

2、彻底的转化为无害的无机物，如二氧化碳和水等。由于高级氧化工艺具有氧化性强、操作条件易于控制的优点，因此引起世界各国的重视，并相继开展了该方向的研究与开发工作。高级氧化技术主要分为Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法。一、几种高级氧化技术1.Fenton氧化法过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化技术体系称为Fenton试剂。它是100多年前由H.J.H.Fenton发明的一种不需要高温和高压而且工艺简单的化学氧化水处理技术。近年来研究表明，Fenton的氧化机理是由于在酸性条件下过氧化氢被催化

3、分解所产生的反应活性很高的羟基自由基所致。在Fe2+催化剂作用下，H2O2能产生两种活泼的氢氧自由基，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化。其一般历程为：Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OHFe3++H2O2→Fe2++H++·O2HRH+·OH→R·+H2OR·+·OH→ROH+·OHFe2++·OH→OH-+Fe3+Fenton氧化法一般在PH为2~5的条件进行，该方法优点是过氧化氢分解速度快，因而氧化速率也较高。但此方法也存在许多问题，由于该系统Fe2+浓度大，处理后的水可能带有颜色；Fe2+与过氧化氢

4、反应降低了过氧化氢的利用率及其PH限制，因而在一定程度上影响了该方法的推广应用。近年来，有人研究把紫外光（UV），氧气等引入Fenton试剂，增强了Fenton试剂的氧化能力，节约了过氧化氢的用量。由于过氧化氢的分解机理与Fenton与Fenton试剂极其相似，均产生·OH，因此将各种改进了的Fenton试剂称为类Fenton试剂。主要有H2O2+UV系统、H2O2+UV+Fe2+系统、引入氧气的Fenton系统。Fenton试剂及类Fenton试剂在废水处理中的应用可分为两个方面：一是单独作为一种处理方法氧化有机废水；二是与其他方法联

5、用，如与混凝沉降法、活性炭法等联用，可取得良好的效果。Fenton法的催化剂难以分离和重复使用，反应pH低，会生成大量含铁污泥，出水中含有大量Fe2+会造成二次污染，增加了后续处理的难度和成本。近年来，国内外学者开始研究将Fe2+固定在离子交换膜、离子交换树脂、氧化铝、分子筛、膨润土、粘土等载体上，或以铁的氧化物、复合物代替Fe2+，以减少Fe2+的溶出，提高催化剂的回收利用率，扩宽pH的适宜范围。Daud等用浸渍法将Fe3+固定在高岭石上催化降解活性黑5（RB5），150min内RB5的脱色率达99%。Youngmin等将Fe(II)

6、与壳聚糖（CS）和戊二醛（GLA）的交联物螯合制成Fe(II)-CS/GLA催化剂，在中性条件下催化降解三氯乙烯（TCE），5h后TCE的降解率达到95%，而传统Fenton法由于在中性条件下发生铁沉淀而对TCE降解不明显。Plata等以针铁矿作为光-Fenton降解2-氯酚的催化剂，探讨了催化剂用量、光照强度等对处理效果的影响，出水中只含有少量铁离子。2.臭氧氧化法臭氧是一种优良的强氧化剂，在污水消毒、除色、除臭、去除有机物和COD方面有很好的效果。臭氧氧化法降解有机物速度快，条件温和，不产生二次污染，在水处理中应用广泛。臭氧处理污水

7、作用大体表现物，一是臭氧直接氧化，二是通过形成的羟基自由基而进行自由基氧化。单独的臭氧氧化法由于臭氧发生器易损坏，能耗较大，处理成本昂贵，且其臭氧氧化反应具有选择性，对某些卤代烃及农药等氧化效果比较差。为此，近年来发展了旨在提高臭氧氧化效率的相关组合技术，其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等组合方式不仅可提高氧化速率和效率，而且能够氧化O3单独作用时难以氧化降解的有机物。胡俊生等比较了H2O2/O3、O3处理染料废水的效果，魏东洋等则对UV/O3、O3降解六氯苯的效果进行了比较，结果表明，采用组合技术可显著提高氧化速率

8、和处理效果、缩短反应时间、降低耗量O3。催化臭氧氧化法也日渐受到国内外学者的关注。催化臭氧氧化法使用的催化剂主要是过渡金属氧化物和活性炭，其中活性炭价格低、吸附性强、催化活性高、稳定性好，被广泛应用于催化臭