文档介绍：高级氧化技术处理高浓度难降解有机废水的研究
周宗南王维丰马志国王科
(珠海市德莱环保科技有限公司,珠海,519070)
摘要:文中主要介绍了超声波催化氧化和电解絮凝氧化两种高级氧化技术的特点和机理,以及在糖蜜酒精废水和化工废水处理上的研究和应用。试验结果表明:超声波催化氧化技术和电解絮凝技术在高浓度有机废水处理中能取得较好的去除效果,但也受到一些水质条件的影响。
关键词:高级氧化技术; 超声波; 电解絮凝; 糖蜜酒精废水; 综合化工废水
1 高级氧化技术概述
目前,化学法和物化法的研究热点主要集中于废水的高级氧化技术。相对传统工艺而言,高级氧化技术具有设备简单,反应速度快,对废水中难生化的有机污染物降解能力强等优势。自从1976年Hoigne J[1]第一个较为系统地阐述高级氧化技术机理和1987年Glaze[2]等人提出了高级氧化技术(AOPs)的概念以来,高级氧化技术已被广泛应用于工业废水处理[3~10]。
高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,简称AOP)是一种新的有效处理难降解有废水的化学氧化技术,其基础在于运用电、光辐射、催化剂,有时还与氧化剂结合,产生活性极强的自由基(如羟基自由基:·OH等)反应,在反应中再通过自由基与有机化合物之间的加合、取代、电子转移、断键等反应,使水体中有毒的大分子难降解有机物氧化降解为低毒或无毒的小分子物质,甚至直接降解成为CO2和H2O,接近于完全矿化。
高级氧化技术的关键是产生高活性的羟基自由基(·OH),这是由于它具有以下特点:
①氧化能力强,·OH的标准电极电势() 仅次于氟(),是一种氧化能力极强的氧化剂;
②反应速率常数大,·OH非常活泼,与大多数有机物反应的速率常数在106 ~1010mol-1. L. S-1[1];
③它是一种物理——化学处理过程,选择性小,与反应物浓度无关,很容易加以控制,满足各种处理要求;
④寿命短, ·OH寿命极短,在不同的环境介质中,其存在时有一定的差别,一般小于10- 4 s;
⑤反应条件温和,处理效率高,节约能耗;
⑥可诱发链反应,由于· kJ,可将饱和烃中的H原子拉出来,形成有机物的自身氧化,从而使有机物得以降解,这是各类氧化剂单独使用时所不能做到的;
⑦几乎无选择地与废水中的任何有机污染物反应, 彻底地氧化分解为二氧化碳、水或矿物盐,使有机污(废) 水的CODcr值大大降低的同时不会产生新的污染;同时,·OH还具有杀灭细菌防腐保鲜的功效。
羟基自由基反应是高级氧化技术的根本特点。高级氧化技术的研究与应用就是不断地提高羟基自由基生成率和利用率的过程。
超声波强氧化法
超声波是指频率高于20KHZ-5MHZ的声波,当一定强度的超声波通过媒介时,会产生一系列的物理、化学效应包括:①机械效应;②热效应;③溶氧及空化清洗效应;④热解消化和自由基氧化效应;⑤粒子移动效应;⑥生化反应加速传质效应;⑦加速污泥絮凝沉淀触变效应。早在1929年就有超声波废水化学效应的报道。超声波在环境保护领域的应用也发展较快,主要有超声波震荡效应下的清洗、固液分离、热解和自由基氧化效应下对有毒化合物的氧化降解和对污泥的破壁处理等。其对有机物的处理与有机声化学是密切相关