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高级氧化技术机理及在水处理中的应用进展

赵

苏,杨

合,孙晓巍

(沈阳建筑工程学院材料科学与工程系,辽宁沈阳110168)

摘要:综述了近年来发展迅速的高级氧化技术,主要包括Fenton 法、臭氧氧化法、湿式氧化技术、超临界水氧化法、纳米光催化氧化法、电化学催化降解法及超声降解法等。介绍了各种高级氧化技术的基本原理及在废水处理中的应用进展,并对其特点进行了评述。关键词:高级氧化技术;降解;有机污染物;废水处理中图分类号:X703.1文献标识码:A 文章编号:1006-8759(2004)03-0005-04

MECHANISM OF ADVANCED OXIDATIO N TECHN OLO GIES AN D ITS APP L ICATIO N S FO R WASTE WATER TREATMENT

ZHAO Su ,Y ANG H e ,SUN X iao -w ei

(De p artment o f Materials Science and En g ineerin g ,Shen y an g Ar chitectur e and Civil

En g ineerin g Univ er sit y ,Shen y an g 110168,China )

Abstract :T his p a p er revies advanced ox idation p rocesses for refractor y or g anic p ollutants in w aste w ater such as Fenton ox idation ,ozone ox idation ,w et air ox idation ,su p ercritical w ater ox idation ,p hotocatal y tic ox idation ,electrochem ical ox idation and sonol y tic h y drol y sis ox idation ,and describes their characteristics ,p rinci p les and research p ro g resses.

K e y w ords :Advanced Ox idation T echnolo g ies ;de g radation ;or g anic p ollutant ;w astew ater treatm ent

综述与专论

能源环境保护

Ener gy Environmental Protection

V ol.18,N o.3Jun.,2004

第18卷第3期2004年6月

各种有机物随工业废水排放,对环境污染程

度正逐年增加,这些有机物有毒、致癌,有的有挥发性,进入大气中,威胁着人类健康[1]。常规的物理、化学、生物方法难以满足净化处理在技术和经济上的要求,这类废水的处理技术成为研究的热点。随着研究的深入,高级氧化技术应运而生并有了显著进展。

高级氧化技术(Advanced Ox idation T echnolo 2g ies ,简称AOT )又称深度氧化技术,是利用活性极强的自由基(如?OH )氧化分解水中有机污染物

的新型氧化除污染技术。?OH 的标准氧化还原电

位高达2.8V ,比其它常见的氧化剂(F 2除外)具有更高的氧化能力,使水中的有机物质迅速被氧化而得到降解,并最终氧化分解为CO 2和H 2O ,使有机污水的COD 值大大降低,对水中高稳定性、难降解的有机污染物尤为有效,已经逐渐成为水处理技术研究的热点。高级氧化技术包括Fenton 法、O 3氧化法、湿式氧化技术、超临界水氧化法、纳米光催化氧化法、电化学催化降解法及超声降解法等。

Fenton 法与类Fenton 法

1.1

Fenton 法

Fenton 试剂于己于1894年由H.J.Fenton 发

现并应用于苹果酸的氧化,其实质是二价铁离子

收稿日期:2003-11-25

第一作者简介:赵苏(1965-),女,江苏宜兴人,硕士,副教授,1990年毕业于西北师范大学分析化学专业,研究方向为环境化学与材料化学。

(Fe2+)和H2O2之间的链式反应催化生成?OH,其原理如下[2]:

Fe2++H2O2→Fe3++?OH+OH-

Fe3++H2O2→Fe2++HO2?+H+

HO2?+H2O2→O2+H2O+?OH

RH+?OH→R?+H2O

R?+Fe3+→Fe2++R+

R++O2→ROO+→CO2+H2O

上述系列反应中,?OH与有机物RH反应生成游离基R?,R?进一步氧化生成CO2和H2O,从而使废水的COD大大降低。

1.2类Fenton法

最早的Fenton试剂仅指H2O2与亚铁离子的复合,近年来研究者发现,把紫外光和氧气引入Fenton试剂可以显著增强Fenton试剂的氧化能力并节约H2O2的用量。由于其基本过程与Fenton试剂相似而称之为类Fenton试剂。包括UV+H2O2系统、Fe2++UV+H2O2系统、O2+UV+H2O2系统、Fe2++O2+H2O2系统、Fe2++UV+O2+H2O2系统。

1.3Fenton法及类Fenton法在水处理中的应用

自1964年加拿大学者H.R.E isenhaner首次使用Fenton试剂以?OH的强氧化性处理苯酚废水和烷基废水成功后,Fenton试剂在废水处理中的研究和应用日益受到国内外关注。P i g llatello J. J.报道[2],Fenton法可完全降解酸性溶液中的除草剂2,4-D和2,4,5-T,当用带有少量紫外线的可见光照射时降解作用显著增强,降解时间缩短,H2O2使用量也大为减少。张乃东等[3]用UV/ Fe3+/+H2O2法处理苯胺类化合物,20m in内苯胺类化合物取出率达95%以上。

难降解的有机废水经过Fenton法预处理后,再结合生化处理,可得到较好的效果。郝瑞霞等[4]用铁屑+H2O2处理难降解染料废水,将电化学反应引入Fenton法废水处理,使废水的可生化性得到显著改善。

Fenton类氧化技术具有设备简单、反应条件温和、操作方便、高效等优点,在处理有毒有害难生物降解有机废水中极有应用潜力,但是该方法处理费用高,只适用于低浓度、少量废水的处理。将其作为难降解有机废水的预处理或深度处理方法,再与其他处理方法联用,则可以更好地降低废水处理成本,提高处理效率,拓宽该技术的应用范围。

2臭氧类氧化法

2.1O3氧化法

O3氧化法处理水中有机物是有选择性的,它取决于水中的组分,通常对不饱和脂肪烃和芳香烃类化合物较有效,由于这类物质具有偶极性结构,O3通过1,3偶极环上的加成作用,反应生成臭氧化物。

在水中臭氧化物分解为两性离子和羧基化合物,不稳定的两性离子进一步分解产生羧基和/ H2O2。除了加成反应外,O3还可以进攻具有最低键能的键,使其断裂[5]。

2.2O3/H2O2法

H2O2的加入促进了O3的分解,从而增加了?OH的数量,其过程为[6]:

O3+OH-→HO-2+O2

H2O2+H2O→HO-2+H3O+

O3+HO-2→?OH+O-2+O2

提高溶液的p H值及投加H2O2将加速O3的分解,溶液中?OH数量将因此得以增加,这将有利于有机物的降解。

2.3O3/UV法

臭氧与紫外协同作用为[7]:

O3+hv→O+O3

O+H2O→H2O2

H2O2→2?OH

O3/UV法组合加速了O3分解速度,并促使有机物形成大量活化分子,有机物的氧化具备了更有效的条件。

2.4臭氧类氧化法在废水处理中的应用

O3长期以来就被认为是一种有效的氧化剂和消毒剂,采用O3氧化处理有机废水反应速度快、无二次污染,但是单纯使用O3氧化法处理废水存在O3利用率低、氧化能力不足及O3含量低等问题。为此,近年来发展了提高氧化效率的相关组合技术,其中O3/H2O2法、O3/UV法、O3/UV/H2O2法等组合方式较为有效,不仅可以提高氧化速率,处理高浓度废水,而且能够氧化单独作用时难以氧化降解的有机物。Jun-ichiro H a y ashi等[8]的研究表明,使用O3/UV体系对有机物的降解能力比单

?6?赵苏等高级氧化技术机理及在水处理中的应用进展

能源环境保护

第18卷第3期?7?

独的氧化增强了10倍以上。在O3/UV体系中加入

H2O2可以进一步增强处理效率,可以使有机氯化物的去除率达98%,几乎可使芳香化合物完全矿化。美国环保局已经将O3/UV技术列为处理多氯联苯的最佳实用技术。

3湿式氧化技术

湿式氧化,又称湿式燃烧,是处理高浓度有机废水的一种行之有效的方法。其基本原理是在高温高压的条件下通入空气,使废水中的有机污染物被氧化,按处理过程有无催化剂可将其分为湿式空气氧化和湿式空气催化氧化两类。

3.1湿式空气氧化

湿式空气氧化(W et Air Ox idation,简称W AO)技术是在高温(125～320℃)高压(0.5～20M p a)条件下通入空气,使废水中的高分子有机化合物直接氧化降解为无机物或小分子有机物。该方法主要用于处理废水浓度于燃烧处理而言太稀、于生物降解处理而言浓度又太高、或具有较大毒性的废水。Jo g lekar[9]将此方法处理含苯酚的废水,COD 可去除90%以上,对酚类分子结构破坏率接近100%。由于该技术要求高温高压,所需设备投资较大,运转条件苛刻,难于被一般企业接受而受到限制。

3.2湿式空气催化氧化

湿式空气催化氧化(Catal y tic W et Air Ox ida2 tion,简称CW AO)法是在传统的湿式氧化处理工艺中加入适宜的催化剂使氧化反应能在更温和的条件下和更短的时间内完成,CW AO的催化剂一般为金属盐、单一氧化物和符合氧化物。Fa j erw er y 等[10]用湿式过氧化物氧化法处理含酚废水,在90℃、常压下总的有机碳有明显的去处,酚的转化率达到90%以上。张秋波[11]以Cu(NO3)2为催化剂进行湿式氧化处理煤气化废水(COD22928m g/ L,酚质量浓度7866m g/L),经过适当处理时间,酚、氰、硫的去除率接近100%,COD去除率达65%～90%,且对多环芳香烃类有机物有明显的降解作用。湿式空气催化氧化降低了反应的温度和压力,提高反应分解能力,加快了反应速率,缩短停留时间,也因此可以减轻设备腐蚀、降低运行费用。

4超临界水氧化法

超临界水氧化(Su p ercritical W ater Ox idation,简称SCW O)技术是湿式空气氧化技术的强化和改进,是美国M ODAR公司于1982年开发成功的,其原理是利用超临界水作为介质来氧化分解有机物[12]。它同样是以水为液相主体,以空气中的氧为氧化剂,于高温高压下反应。但是其利用水在超临界状态下的性质,水的介电常数减少至近似于有机物的气体,从而使气体和有机物能完全溶于水中,相界面消失,形成均相氧化体系,消除了在湿式氧化过程中存在的相际传质能力,提高了反应速率,又由于在均相体系中氧化态自由基的独立活性更高,氧化程度也随之提高。超临界水是有机物和氧的良好溶剂,有机物在富氧超临界水中进行均相氧化,其反应速度很快,在400～600℃下,几秒内就能将有机物结构破坏,反应完全、彻底,使有机碳、氢完全转化为CO2和H2O[13]。

5纳米光催化氧化法

5.1纳米光催化氧化法机理

与金属相比,半导体能带是不连续的,在填满电子的低能价带和空的高能导带之间存在一个禁带。用作光催化剂的半导体大多具有较大的禁带宽度。如被经常研究的T iO2,在p H=1时的带隙为3.2eV,相当于波长为400nm的光的能量。在波长小于400nm的光的照射下,能吸收能量高于其禁带宽度的波长的辐射,产生电子跃迁,价带电子被激发到导带,形成空穴—电子对,并吸附在其表面的H2O和O2,由于能量传递,形成活性很强的自由基和超氧离子等活性氧,诱发光化学反应,具有光催化能力,其反应如下[14]:

H2O+h+→?OH+H+

h++OH-→?OH

O2+e-→O2-

?O2-+H+→?OOH

2?OOH→H2O2+O2

2H2O2+O2-→?2OH+2OH-+O2

式中e-和h+分别代表晶体表面的电子和空穴,它们与水及氧反应的产物是O2-(过氧离子)及反应活性很高的?OOH或?OH。生成的自由基具有很强的氧化分解能力。

5.2纳米光催化氧化法在水处理中的应用

近年来,有机污染物的光催化降解研究发展

十分迅速,这项新的污染治理技术具有能耗低、操作简便、反应条件温和、无二次污染等突出优点,能有效地将有机污染物转化为无机小分子,达到完全无机化的目的[15][16]。许多难降解或用其他方法难以去除的物质,如氯仿、多氯联苯、有机磷化合物、多环芳烃等也可以利用此方法去除,大多数有机污染物的去除率可达100%。

纳米光催化氧化技术在应用过程中工业化成本较高,且纳米尺寸粉末的分散、回收及负载技术还不很成熟,限制了这一技术的发展。

6电解氧化法

在电解过程中产生大量的?OH,正是这些氧化能力极强的?OH使有机污染物得以氧化降解[17]。利用电解氧化法处理废水,自20世纪40年代就被提出,但是主要用于处理回收废水中的贵金属,且由于电力缺乏,成本较高,该方法一直发展缓慢。随着电力工业的迅速发展,电解法开始引起人们的极大兴趣。近年来,随着有机电化学理论的研究的深入以及三维电极、离子群电极等的研究应用,使电解法在处理有机废水方面向前推进了一大步。目前含酚废水、含苯胺废水、染料废水、含有机氯化物废水等均可通过电解氧化法使COD 去除率达96%以上[18]。但是电解氧化法工业化应用中存在着电流效率偏低、经济上不合理和反应器效率不高等问题。

7超声氧化法

7.1超声氧化法机理

超声降解水中有机物是一物理-化学过程,其主要源于声空化效应及由此引发的物理和化学变化。液体的声空化过程是集中声场能量并迅速释放的过程,即液体在超声辐射下产生空化气泡,这些空化气泡吸收声场能量并在极短的时间内崩溃释放能量。空化气泡可被看作具有极端物化条件和含有高能量的微反应器。在空化气泡崩溃的极短时间内,在其周围极小的空间范围内产生1 900～5200K的高温和超过50MPa的高压,并伴有强烈的冲击波和微射流等现象。在这些极端的条件下,进入空化气泡的水分子发生如下热分解反应:

H2O→H?+?OH

而进入气泡内的有机物蒸汽也可以发生类似燃烧的热分解反应,在空化气泡表面层的水分子则可形成超临界水[19]。因此超声法降解水中有机污染物是通过?OH氧化、气泡内燃烧分解、超临界水氧化3种途径进行的。

7.2超声氧化法在水处理中的应用

超声氧化法对含卤化合物的脱卤、氧化效果显著,氯代苯酚、氯苯等含氯有机物最终的降解产物为HC l、H2O、CO、CO2等。添加O3、H2O2、Fenton试剂等氧化剂将进一步增强超声降解效果,超声与其它氧化法的组合是目前的研究热点[20],对于水中污染物的降解的研究仍然在实验室探索阶段。

8结语

随着人们对环境问题的重视,废水中有机污染物的处理技术得到迅速发展,高级氧化技术对水体中有毒有害难降解的污染物具有较强的应用优势,以其高效、快速、无二次污染等众多优点而有着广阔的前景。

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(下转第13页)

了该方案将成为我们实现可持续发展的主攻方向。

3结论

从某种意义上讲,具有热电冷多联产的分布式供能技术并不是什么新的概念,但技术的发展,特别是微型燃气轮机和燃料电池以及其他新能源技术的进步为热电联产赋予了新的内涵。针对目前突出发展以天然气作为第二代能源系统的主要能源这一说法,笔者认为,不论是进行理论研究还是从事实际工程的运作,应该从我国实际情况出发,因地制宜,走符合中国实际的能源道路,实行多种能源综合利用,这样才具有显著的经济效益和社会效益。

因为,虽然天然气具有许多优势,被称为大自然赋予的“绿色能源”,但我国的天然气储量相对不高,我国还不能够在近期进入天然气时代。另外,一些人提出我国可以开发周边国家的天然气资源,但这种做法的危险系数很大,由于资源不是我们自己的,我们不能预测到未来国际社会的局势,如果国际形势突然变化,也许这一救命绳索也将失去。

还有,据有关专家预计,“西气东输”工程也许只能够服务中国30年。虽然新疆有上万亿吨的优质煤炭资源,如果能在今后10～20年间煤的气化技术商业化,那么“西气东输”就不是稳定供给30年的问题,上百年也是不成问题的。但是我们不能够盲目乐观,毕竟这一切是基于一定的假设的,而且随着我国经济健康、稳定、快速发展,对天然气的需求量将会更进一步的提高,这也许是我们始料不及的。另外,我国的天然气的价格相比美国、英国、加拿大、日本等国外的天然气价格过高,但是煤炭价格同国际市场相差不大。

随着我国城市化水平的发展,商业和民用对热电冷总体能源的需求急剧增加,能源需求的主体呈现出多样化的态势,这种需求的特点突破了传统上意义上的热电联产主要服务于工业工艺用热冷的局面,从而为系统的发展提供了更广阔的市场空间。可以预见,DES系统将是未来楼宇空调发展的首选。

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能源环境保护

第18卷第3期?13?

(发展战略)国内外水处理技术的状态发展方向

国内外相关技术的现状发展趋势世界上许多地区正面临着最严重的缺水。据世界银行的统计，全球80%的国家和地区都缺少民用和工业用淡水。随着资源成本不断上升和环保意识逐渐增强，许多企业开始运用绿色技术，降低碳排放，尽量减少废物产生。其中水处理技术就是其中非常重要的一项绿色技术。根据联合国统计，到2025年，三分之二的世界人口可能会面临水资源短缺，因此水处理技术将会越来越得到重视，这包括了高效率的水资源管理和污水处理。例如：在北美尤其在加拿大，水管理及污水处理设施的面临的问题十分急切。63%的目前运行的设施都在超期运行，他们的平均运行时间已经达到18.3年。其中52%污水处理设施在超期运行。在美国的干旱地区，对海水淡化技术的需求越来越高。海水淡化技术主要局限在于效率，而随着淡水的短缺，这些局限逐渐被淡化和忽视。水处理技术的发展拥有巨大的前景，许多国家都在实施水处理的政策和项目。根据全球知名增长咨询公司的预测，至2010年，全球水资源管理和污水处理技术市场规模预计将达到3，500亿美元。目前先进的水管理和污水处理技术及其发展趋势包括了循环用水、反渗透海水淡化和臭氧化等。例如，反渗透海水淡化技术正在迅速占领的大型设施市场，而这一领域过去主要以热工过程设备为主。

处理效率的提升和渗透膜价格的回落，促使反渗透海水淡化市场在过去5年中迅速发展，现在应用反渗透海水淡化技术的已不再是小规模的工厂，大型反渗透海水淡化厂已是司空见惯。在污水处理方面，澳大利亚的研究人员在生物发电领域提出了一种新的旋转生物电化学接触器，这项技术能够将已经运用于污水处理行业30年的旋转生物污水处理技术的效率提高15%；此外，一种能够处理高污染废水的技术也已经问世，这种技术能够处理污染物浓度超过300，000ppm的污水，而处理成本仅有原先通过储存和化学处理方法的十分之一。这种技术目前被认为是最简单、最易于使用及经济的处理技术. 中国目前同样也面临巨大的淡水短缺和水污染的问题。作为一个人均拥有水资源量最小的国家，必须采取措施以避免未来严重危机的发生。中国北方缺水问题极度严重，因此国家启动了浩大的“南水北调”工程，整个工程耗资达到几十亿美元，预计2050年建成。污水问题同样困扰着中国，估计有3亿人口的饮用水是被污染的。2004年至2008年，污水排放量年增长率达到18%，从482亿吨增长至572亿吨。预计在2010年，中国的污水排放将达到640亿吨。中国持续的工业化、城市化进程和经济的快速增长，是导致污水排放量连年上升的主要原因；而与此相对的是，中国的污水处理厂却基本上未能实现满负荷的运行。以2008年为例，中国污水处理厂的处理污

水处理技术发展的未来

水处理技术发展的未来目前。我国饮水水源受污染的情况日益严重。污染水源中的无机物、有机物以及微生物等严重地威胁着人们健康。与此同时，随着人们生活水平的提高，人们对水质要求普遍提高，希望喝到更安全卫生的水，特别是加入WTO后，水质的改善和国家的环境、社会经济的关系也更加密切。面对当前的问题，发展以下几方面净水技术。将是我们的当务之急。 1混凝剂与助凝剂目前国内使用的混凝剂品种比较单一，而且以铝盐为主，助凝剂采用比较少，助滤剂更少，多种高效率，高品质的混凝剂与助凝剂的开发与采用，是提高出水水质的一个重要方面，包括混凝剂与助凝剂的合理投加。是自来水厂高效、低耗的一个控制点。 2生物预处理净水工艺中利用微生物对有机物的氧化分解作用，以去除原水中可生化降解物质和氨氮，我国从七十年代开始研究，科研已取得了很大进展，在生产实践中也取得了成功的应用，面对目前的水资源环境。在较长的一段时期还大有用武之地，如何利用生物的氧化分解作用。对各种不同的水源条件结合传统的处理工艺，无论从设计参数，工艺布置都有待进一步研究，在实用化的基础上不断提高。 3加强常规处理百余年的现代水厂的建设，混合、絮凝、沉淀、过滤组成的常规处理工艺，虽以去除浊度为主要目的，但随着浊度的降低，吸附于胶体颗粒的有机物以及溶解度较低的微量有机物也可以相应降低，各种微生物和病毒也能随浊度的去除而减少。尽可能降低出水浊度实际上已超出了降浊本身的意义。常规处理六、七十年代曾演变过多种处理构筑物形式，但近年来经各方面实践总结，逐步倾向平流沉淀池和气水反冲均质滤料滤池的格局。应该说是一种管理方便实用的工艺组合，但继续探索新的构筑物形式仍会是今后研究的方向。整个工艺流程的瞬时水质监测也是今后不断完善提高的一个方面，面对日益复杂的水源环境，新的科学成果不断反映出水中某些微量有机物对人类的危害，如何快速准确、方便的检测它们的存在，也是今后一项艰巨的任务。

水处理技术服务

水处理技术服务 1.1 我方现场服务人员是使所供水处理设备安全、正常投运。我方会派合格的现场服务人员。我方提供包括服务人月数的现场服务计划表。如果此人月数不能满足工程需要，我方会追加人月数，且不发生费用。 1.2 我方现场服务人员具有以下资质： 1.2.1 遵守法纪，遵守现场的各项规章和制度, 遵守电业安全工作规程； 1.2.2有较强的责任感和事业心，按时到位； 1.2.3了解合同设备的设计，熟悉其结构，有机组现场工作经验，能够正确地进行现场指导； 1.2.4身体健康，适应现场工作的条件。我方向需方提供服务人员情况表。如若有不合格的现场服务人员我方会给予更换。 1.3 我方现场服务人员职责 1.3.1我方现场服务人员的任务主要包括设备催交、货物的开箱检验、设备质量问题的处理、安装和调试、设备试运和性能验收试验。 1.3.2在安装和调试前，我方技术服务人员会向需方技术交底，讲解和示范将要进行的程序和方法。 1.3.3制造厂确保制造质量，当现场安装调试中发现制造质量问题时，我方现场服务人员会全权处理现场出现的一切技术问题。如现场发生质量问题，我方现场人员会在需方规定的时间内处理解决。若我方委托需方进行处理，我方现场服务人员会出具委托书并承担相应的经济责任。若我方不能及时出具委托书，本工程的监理单位有权委托处理，相应费用由我方确认并承担。 1.3.4我方对现场服务人员的一切行为负全部责任。 1.3.5我方现场服务人员的正常来去和更换会事先与需方协商。 2质量验收 2.1 水处理设备生产过程中的主要阶段的质量验收按设备监造的相关条款进行。 2.2 最终产品我方将通知需方派员验收，验收人员可以根据招标书的规定对任何与本产品生产和检验有关的档案进行检查，如发现质量问题，我方进行返修直至产品达到规定的质量要求。 2.3 制造厂内需方的验收不做为最终产品合格的保证，产品最终应通过现场调试和运行考验而通过验收。 2.4 水处理设备生产各个阶段及系统整体质量验收由我方提供验收标准，需方讨论通过。

高级氧化技术

摘要从羟基自由基无选择性地氧化有机物出发，综述了我国水处理中的高级氧化技术，包括化学氧化、Fenton法、电化学阳极氧化、光化学氧化、湿式空气氧化、超临界水氧化及超声波技术等。介绍了各种技术的机理，讨论了它们的优缺点及其在废水处理中的处理效果。关键词羟基自由基高级氧化技术水处理

1．简述随着工业的高速发展，进入水体的化学合成有机物的数量种类急剧增加，造成水资源的严重污染，已经威胁到了人类的生存与发展。处理有机废水最经济的是生物处理方法，然而对于那些有毒且难生物降解的有机化合物，往往不能采用生物降解的方法去处理，而不得不考虑用其他方法了。包括有混凝、沉淀、气浮、高级氧化技术（AOT）等。下面主要谈谈高级氧化技术。高级氧化技术是指在水处理过程中可产生羟基自由基（?OH），使水体中的大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成为CO2和H2O，接近完全矿化。它是最有前景的处理低浓度难降解有机物的方法。常见有机污染物与03和?OＨ的反应速率常数比较如表一。从表一可以看出O3对不同的有机物质的氧化速度相差很大因而处理有机废水具有选择性，而?OH与不同有机物质的反应速率常数相差很小，它几乎可以无选择的将有机物矿化。?OH的反应速率都相当快，一般其反应速率常数>109mol-1?L?S-1，基本接近扩散速率控制的极限（1010mol-1?L?S-1），氧化反应速度是由？OH的产生速度来决定的。

2．主要的高级氧化目前，主要的几种高级氧化方式有化学氧化、Fenton氧化、电化学氧化、光催化氧化、光助电催化、湿式空气氧化、超临界水氧化、超声波技术。 2.1化学氧化化学氧化是使用化学强氧化剂将废水中的难降解有机物和无机物转化为微毒或无毒的物质。水处理中常用的化学氧化剂有ClO2，H2O2，NaClO2，KMnO4，Cl2，NaClO2，O3等。几种强氧化剂氧化能力的比较见表二。这些氧化剂产生的氧化反应的主反应都包括有自由基反应。林鑫海等对含硝基苯和苯胺的废水采用ClO2三相催化氧化技术进行处理，结果表明硝基苯的去除率均可以达到95%以上，COD的去除率在90%以上，苯胺也可以达到85%以上。毕会锋等使NaClO化学氧化处理酸性橙Ⅱ模拟的染料废水，发现在pH=10，NaClO与染料的摩尔比为18，温度为30o C，反应时间30分钟时，脱色率可达100%。如何寻求制备上述强氧化剂而不产生二次污染、操作简单、价格低廉，且氧化产物不具有毒性或只具有较小毒性是该技术发展的必由之路。 2.2Fenton法 Fenton法是利用催化剂、光辐射或电化学作用，使H2O2产生？OH处理有机物的技术。Fenton法基本上是沿着光化学和电化学两条路线向前发展的，因而也就包括了经典Fenton法、电Fenton法、光Fenton法。 2.2.1经典Fenton法（1）Fe2++ H2O2→Fe3++OH－＋?OH，K1＝76L/（mol?s）（2）Fe2++H2O2→Fe2++H+＋?OH，K2＝0.002-0.01L/（mol?s）（3）Fe2++?OH→Fe3++H+＋OH－，K3＝3*108L/（mol?s）（4）H2O2++?OH→H2O+HO2?，K4＝2.7×107 L/（mol?s）（5）Fe3++OH-→Fe（OH）3（胶体）（6）?OH＋org．→矿化产物（CO2、H2O）从反应式（1）到（6）中各式的反应速率常数分析可以得出，适当的增大Fe2+和H2O2的浓度有利于提高污染物的降解效率，但是过量的Fe2+和H2O2会成与?ＯＨ反应。因此，确定Fe2+和H2O2最佳比例的非常重要。此反应的优点是

国内外水处理技术的现状发展趋势

反渗透水处理技术方案

郑州手创环保科技有限公司设备工程及服务方案 For 2X50m3/h+30 m3/h反渗透水处理系统 To 河南省XX饮品股份有限公司 _______________ 项目负责人方案号：QBP20120418 时间： 2012.04

目录 1、公司介绍 (1) 2、标准与规范 (2) 3、技术要求 (4) 4、工艺说明 (5) 5、控制系统说明 (10) 6、设备技术规范 (12) 7、供应商清单 (20) 8、设备报价 (24) 9、运行费用分析 (25) 10、技术资料及交付进度 (26) 11、工作范围 (27) 12、设备性能考核和质量保证(1年质保期) (29) 13、人员派遣 (32) 14、施工组织管理架构表 (33) 15、流程图 (35) 16、平面图 (35)

1、公司介绍手创环保科技有限公司专业致力于水处理技术，设备的开发、生产、销售。公司凭借着集团的优势，引进世界最先进的水处理技术、设备，集合一批专业从事各类水处理项目的设计与相关设备的制造、安装、调试的高素质工程技术人员。 1.1、项目管理项目经理在执行项目的过程中采用单点联系管理方法，保证高效、按时地完成整个项目。项目经理职责 —和客户全面的交流 —确定项目供货范围 —控制项目进度 —工厂检验验收 —系统提交 1.2、总交钥匙管理手创公司有效地管理您的交钥匙项目，我们灵活地调动一切必要的资源成功地按时完成交钥匙项目。在我们的交钥匙系统中，我们将和客户建立起战略的伙伴关系，共同完成这个项目。我们制定出的最符合客户需要的系统和安装计划，保证提供给我们客户最好的水处理系统。 1.3、服务手创公司提供全方位的服务，保证你的水处理系统高效、安全、经济地运行。服务合同 —系统工作分析 —水质分析综合评定 —系统改进及升级建议 —技术操作培训 —维修综合评定 —设备故障排除系统改造及升级服务紧急事故服务，备品备件服务

高级氧化技术——臭氧氧化技术在水处理中的应用

高级氧化技术——臭氧氧化技术在水处理中的应用摘要：高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,简称AOP)：运用点、光辐射、催化剂，有时还与氧化剂结合，在反应中产生活性极强的自由基(·OH)，正在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，使水体中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CO 2和H 2 O，接近完全矿化。关键词：水污染高级氧化技术臭氧氧化 1简介随着工业的迅猛发展和人类物质生活水平的提高,水环境污染已是普遍存在的问题。过去十年,许多国家都制定了十分严格的标准,这些标准都特别要求对生态系统有毒害影响的物质实施严格监控。对那些有毒且难以生物降解的化合物,需要用非生物降解的其它处理技术去除,化学氧化法就是其中之一,其目的就是将这些难降解的有害物质氧化成二氧化碳、水和无机物或至少也要氧化成无害的物质。许多文献报道那些难生物降解的污染物常常具有高化学稳定性,很难完全氧化,因此采用比常规净化处理工艺更有效的技术是必要的。【1】高级氧化技术是近年发展起来的一种新型的在常温常压下将那些难以用臭氧单独氧化或降解的有机物氧化的方法。同其它高级氧化技术如O 3/H 2 O 2 、UV/ O 3、UV/ H 2 O 2 、UV/ H 2 O 2 / O 3 、TiO 2 / UV和CWAO 等一样,催化臭氧化技术也是利用反应过程中产生大量高氧化性自由基(羟基自由基) 来氧化分解水中的有机物从而达到水质净化。 2臭氧氧化技术的特点相对于传统工艺来说，臭氧氧化技术拥有它不可代替的领先优势： O 3+H 2 O+hv → O 2 +H 2 O 2 H 2O 2 +hv → 2·OH （1）此反应过程中产生大量氢氧自由基·OH（表现强氧化性的原因），反应速度快,多数有机物在此过程中的氧化速率常数可达106 ～109 L/(mol.s)。（2）适用范围广,较高的氧化电位使得·OH几乎可将所有有机物氧化直至矿化,不会产生二次污染。

高级氧化技术

1.高级氧化技术的定义：利用强氧化性的自由基来降解有机污染物的技术，泛指反应过程有大量羟基自由基参与的化学氧化技术。其基础在于运用催化剂、辐射，有时还与氧化剂结合，在反应中产生活性极强的自由基(一般为羟基自由基，·OH)，再通过自由基与污染物之间的加合、取代、电子转移等使污染物全部或接近全部矿质化。·OH反应是高级氧化反应的根本特点 2.高级氧化方法及其作用机理是通过不同途径产生·OH自由基的过程。·OH自由基一旦形成，会诱发一系列的自由基链反应，攻击水体中的各种有机污染物，直至降解为二氧化碳、水和其它矿物盐。可以说高级氧化技术是以产生·OH自由基为标志 3.高级氧化技术有什么特点？ 1）反应过程中产生大量氢氧自由基·OH 2）反应速度快 3）适用围广，·OH几乎可将所有有机物氧化直至矿化,不会产生二次污染 4）可诱发链反应 5）可作为生物处理过程的预处理手段,使难以通过生物降解的有机物可生化性提高,从而有利于生物法的进一步降解; 6）操作简单,易于控制和管理 4.·OH自由基的优点 1）选择性小，反应速度快；2）氧化能力强；3）处理效率高；5）氧化彻底

5.高级氧化技术分为哪几类？ 1)化学氧化法：臭氧氧化/Fenton氧化/高铁氧化2）电化学氧化法3）湿式氧化法：湿式空气氧化法/湿式空气催化氧化法 4）超临界水氧化法 5）光催化氧化法6）超声波氧化法 7）过硫酸盐氧化法 6.自由基与污染物反应的四种主要方式:氢抽提反应、加成反应、电子转移、（氧化分解）。自由基反应的三个阶段：链的引发、链的传递、链的终止自由基反应具有无选择性，反应迅速的特点。 7. 产生羟基自由基的途径：Fe2+/H2O2、 UV/H2O2、 H2O2/O3、 UV/O3、UV/H2O2/O3、光催化氧化（TiO2光催化氧化反应机理:产生空穴和电子对），对有机物降解速率由快到慢依次为UV-Fenton、 Fenton、 O3/US、O3、O3/UV、UV/H2O2、UV。 8. Fenton试剂：亚铁离子（Fe2+）和过氧化氢（H2O2）的组合。 Fenton反应： Fenton反应是以亚铁离子作为催化剂来催化过氧化氢(H2O2)，使其产生羟基自由基（·OH），进行有机物的氧化，羟基自由基具有強的氧化能力，可与大部分的芳香族有机物进行反应，同时亚铁离子氧化成铁离子(Fe3+)，（铁离子有混凝作用也可去除部分有机物）铁离子又会与双氧水反应，并还原成亚铁离子(Fe2+). 反应机理：H2O2与Fe2+反应分解生成羟基自由基(·OH)和氢氧根离子(OH-)，并引发连锁反应从而产生更多的其它自由基，然后利用这些自由基进攻有机质分子，从而破坏有机质分子并使其矿化直至转化

水处理技术服务合同(标准版)

Both parties jointly acknowledge and abide by their responsibilities and obligations and reach an agreed result. 甲方：___________________ 乙方：___________________ 时间：___________________ 水处理技术服务合同

编号：FS-DY-20857 水处理技术服务合同定作方:____(以下简称甲方) 承揽方:_____科技开发有限公司(以下简称乙方) 双方就甲方的瓦窑蒸汽发生器(位于____区____镇原砖厂内)的水处理服务达成如下协议: 1、蒸汽发生器水系统使用pm型软水剂。 2、双方互洽蒸汽发生器日(24小时)补水量(用水量)为____吨/日。经现场提取水样并分析，补给水水质硬度为____mmol/l。 3、加药量:1.6~2/日(50~60/月)。 4、价格及结算方式:采用包干的形式，____元/月(供软水剂两桶〈____/桶×____桶〉，用户自提，付款提货)。 5、服务期限:暂定为壹年。 6、服务承诺: 使用pm型软水剂，在严格按使用说明书，按时、按量

加药，正常排污，保证连续使用的情况下，受热面平均垢厚大于____以上，乙方负责提供清洗服务，费用全免。乙方对甲方的药剂的使用情况进行定期或不定期回访，使用情况由双方签字记录认可。对违反以上约定的任何一条，合同即废止。附:软水剂使用说明书。合同一式三份，甲方一份，乙方二份。本合同自____年____月____日起执行。定作方:(章) 代表签字: 承揽方:(章) 代表签字: Foonshion图文设计有限公司 Fonshion Design Co., Ltd

高级氧化技术中非均相体系氧化技术研究

高级氧化技术中非均相体系氧化技术研究焦化废水属有毒有害、难降解的高浓度有机废水，其中有机物以酚类化合物居多，约占总有机物的一半，有机物中还包括多环芳香族化合物和含氮、氧、碳的杂环化合物等。高级氧化技术处理难度较大，已成为现阶段环境保护领域亟待解决的一个难题。目前，在国内各焦化企业大多采用生化法处理焦化废水。据国家冶金局统计资料，绝大多数焦化企业对焦化废水的处理效果不理想，生化出水的COD含量均很高，大部分企业不达标。而传统的物理化学方法在去除废水毒性以及提高废水的可生化性等方面存在不足。近年来，国内外对焦化废水的处理方法也做过多方面的研究，提出过各种各样的改进，各种新的技术不断产生，尤其是高级氧化技术，引起越来越多水处理工作者的注意。高级氧化技术与传统的处理方法相比具有明显的优势，如该技术采用的设备简单，反应速度快，不会产生大量的生物污泥，对废水中不可生化的有机污染物的降解能力强等优点。本文就国内外应用高级氧化技术处理焦化废水的研究进展情况进行了较为全面的综述，阐述了几种不同高级氧化技术的原理、特点，并提出了今后应用研究中需要进一步关注的问题。 1 高级氧化技术概述高级氧化技术是近年来水处理领域兴起的新技术，通常指在环境温度和压力下通过产生具有高反应活性的氧化降解有机污染物的处理方法。高级氧化技术的关键是产生高活性的羟基自由基，一般采用加入氧化剂、催化剂或借助紫外光、超声波等多种途径产生。按所用的氧化剂及催化条件的不同，高级氧化技术通常包括试剂法及试剂法、组合类臭氧法、半导体光催化氧化法、超声化学氧化法等。但无论是哪种高级氧化体系，羟基自由基都是氧化剂的主体。高级氧化技术就是不断地提高羟基自由基生成率和利用率的过程。羟基自由基反应是高级氧化技术的根本特点。 2 高级氧化法在焦化废水处理中的研究进展光催化氧化技术比传统的化学氧化法具有明显的优势，如无需化学试剂，操作条件容易控制，无二次污染，加之化学稳定性高、无毒且成本低，具有潜在的优势。但该方法也存在一定的局限性，主要表现在催化剂的催化效率低和光高浓度废水中的传导效率低等方面。 3 高级氧化技术的集成研究高级氧化技术是集众多复杂影响因素于一体的综合过程，包括诸如水溶液化学、光化学、水力学，以及微界面物理化学等过程。高级氧化技术的高效性取决于高效的氧化剂、催化剂及与之匹配的高效反应器，高效经济的自动投药技术及原水水质化学等多方面因素。不同的高级氧化技术表现出不同的氧化特点，从而要求与之反应特征相适应的高效反应器。焦化废水是一种相当难于处理的废水，单一的处理技术存在处理效果差、处理成本高等问题。因此，多种方法组合联用以达到处理效果与经济成本的最优化将成为焦化废水处理技术的发展方向之一。

高级氧化技术在污水处理中的应用

高级氧化技术在污水处理中的应用光化学氧化法由于反应条件温和、氧化能力强光化学氧化法近年来迅速发展，但由于反应条件的限制，光化学法处理有机物时会产生多种芳香族有机中间体，致使有机物降解不够彻底，这成为了光化学氧化需要克服的问题。光化学氧化法包括光激发氧化法(如03/UV)和光催化氧化法(如Ti02/UV)。光激发氧化法主要以03、H202、02和空气作为氧化剂，在光辐射作用下产生OH;光催化氧化法则是在反应溶液中加入一定量的半导体催化剂，使其在紫外光的照射下产生OH，两者都是通过OH的强氧化作用对有机污染物进行处理。催化湿式氧化法催化湿式氧化法(CWAO)是指在高温(123℃～320℃)、高压(0.5～10MPa)和催化剂(氧化物、贵金属等)存在的条件下，将污水中的有机污染物和NH3-N氧化分解成C02、N2和H20等无害物质的方法。声化学氧化声化学氧化中主要是超声波的利用。超声波法用于垃圾渗滤液的处理主要有两个方面：一是利用频率在15kHz～1MHz 的声波，在微小的区域内瞬间高温高压下产生的氧化剂(如OH)去除难降解有机物。另外一种是超声波吹脱，主要用于废水中高浓度的难降解有机物的处理。臭氧氧化法

臭氧氧化法主要通过直接反应和间接反应两种途径得以实现。其中直接反应是指臭氧与有机物直接发生反应，这种方式具有较强的选择性，一般是进攻具有双键的有机物，通常对不饱和脂肪烃和芳香烃类化合物较有效;间接反应是指臭氧分解产生OH，通过OH与有机物进行氧化反应，这种方式不具有选择性。臭氧氧化法虽然具有较强的脱色和去除有机污染物的能力，但该方法的运行费用较高，对有机物的氧化具有选择性，在低剂量和短时间内不能完全矿化污染物，且分解生成的中间产物会阻止臭氧的氧化进程。可见臭氧氧化法用于垃圾渗滤液的处理仍存在很大的局限性。电化学氧化法电化学氧化法是指通过电极反应氧化去除污水中污染物的过程，该法也可分为直接氧化和间接氧化。直接氧化主要依靠水分子在阳极表面上放电产生的OH的氧化作用，OH亲电进攻吸附在阳极上的有机物而发生氧化反应去除污染物;间接氧化是指通过溶液中C12/C10。的氧化作用去除污染物。电化学氧化对垃圾渗滤液中的COD和NH3一N都有很好的去除效果，缺点是能耗较大。 Fenton氧化法 Fenton法是一种深度氧化技术，即利用Fe和H202之间的链反应催化生成OH自由基，而OH自由基具有强氧化性，能氧化各种有毒和难降解的有机化合物，以达到去除污染物的

水处理中的高级氧化技术

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（Advanced Oxidation Processes,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- +·OH Fe3+ +H2O2→Fe2+ + H+ + ·O2H RH +·OH→R·+ H2O R· +·OH→ROH + ·OH Fe2+ + ·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

世界污水处理技术发展趋势

当代污水处理技术发展趋势回顾过去的200年间，抽水马桶、下水道系统和污水处理工艺构成了整个污水处理历史上的三大基石。18世纪末，抽水马桶的发明，开辟了集中化的污水排放方式，同时也为改善人类健康做出了巨大的贡献;但是随着下水道系统的充分发展，流行病也随之扩散泛滥，威胁人类生命健康。为抵御流行病的侵害，19世纪初，人类发现了活性污泥技术，从而正式开启了污水处理的大门。从历史发展的角度来看，不同时期所针对的不同目标驱动着技术的不同发展方向。18世纪，控制传染病是主要目标;19世纪初，活性污泥法对有机物的去除和氨氮消化起到重大作用; 20世纪后半叶，氮磷营养物的控制成为当时面对的主要问题;如今，新兴污染物、资源化等一系列问题，又势必将引领一波技术改革的新潮流。今年是活性污泥法的百年诞辰，随着历史的更迭，活性污泥法肩负的历史责任越来越重，在今后的发展中它能否承担更多的责任?又能否继续作为技术发展的主体?我想这是一个非常重要的问题。国际先进水处理理念 1993年，荷兰戴尔夫特理工大学通过实验发现了厌氧氨氧化细菌，随后几个主要发明专家在《Science》提出了新的污水处理工艺，即利用高负荷活性污泥或其他工艺把碳源尽可能富集，出水主要包括氨氮，氨氮采用厌氧氨氧化的工艺，而污泥在厌氧消化里头采用厌氧氨氧化的工艺。他们还同时计算出了传统厌氧消化工艺、传统消化工艺、旁路的厌氧消化工艺以及主流的厌氧氨氧化工艺的能耗，比对结果显示，采用新型污水处理思路能产生24%的正能量。除此之外，荷兰的学者也提出了基于膜技术的完全物化处理工艺;比利时学者提出了磷废水概念。由此可见，从污水里回收多种资源是下一步新技术的发展目标和趋势。近几年，国际上也出现了一批可以实现能源自给的先进污水处理厂。如奥地利的Strass污水处理厂，它采用的AB工艺，将进水碳源尽可能浓缩，通过这个工艺，70%的碳源可进入污泥消化。同时该工艺在能耗控制、氨氮控制方面做了节能措施，能源自给率不断提高。大家众所周知的新加坡Newater水厂，通过新一轮革新构思，将其污水处理厂分为了四个中心，即废物处理中心、资源回收中心、能源供应中心和娱乐休闲中心。国际水处理理念变革国际水处理理念正在发生着快速变革。举个例子，荷兰戴尔夫特附近一个刚刚建成的污水处理厂，排水指标非常先进，排放标准也很高，但它的技术相较于荷兰几年前开

水处理技术发展概述

水处理技术发展概述刘士力河北联合大学，冶金与能源学院，河北唐山摘要：由于水的可持续发展，水处理技术越来越重要。总结了回用污水工程的发展和污水处理技术概况（二级处理和深度处理的主要技术）。随着水处理技术的发展和进步，将使污水回用率不断上升。关键词：可持续、水处理技术、二级处理、深度处理 The survey about the development of technology in water treatment LIU-Shili Hebei United University，College of Metallurgy and energy，Tangshan Hebei ABSTRACT：To the sustainable development in water,the technology of water treatment is important more and more.Summarized the development of the waste recycling projects and the technical survey in water treatment.With the development and the progress of the technology in water treatment,efficiency of the sewage reuse will be Improved. KEY WORDS: Sustainable , technology in water treatment , secondary treatment of sewage,the sewage be treated in depth 0前言水是生命之源，而我国是一个水资源严重缺乏的国家，迫切需要在各个领域引入水与资源可持续利用的技术。通过水循环与资源回收，不仅可以节约水和资源，减少对环境的依赖，还可以最大限度的减少工业污水排放，保护环境。 1.可持续水循环 1.1可持续性概念[1] 随着布伦特兰报告《我们共同的未来》的出版，可持续发展成为一个重要议题。可持续发展的定义为：“在不伤害后代满足其需求的能力的前提下，满足目前需要的经济社会与环境的发展”。为了科学明确地加以定义，荷兰政府的两个主要的咨询机构荷兰政府政策科学委员会和社会与经济委员会认为，可持续发展是权衡各种政治选择的结果。在工业技术方面，世界商业可持续发展理事会（WBCSD）认为以下内容非常重要：去物质化：减少所使用原料的量提高能源效率消除工艺流程和产品的负面环境影响封闭物料循环：针对循环性进行设计，但不能发生任何费用借用自然循环，特别是涉及可再生资源和再循环的情形延长产品的耐久性和服务寿命在以上WBCSD所提出的6个元素中，水是其中3个元素的基本资源。但迄今为止，还没有被决策者认为是一个关键问题。2000年在海牙召开的第二届世界水论坛向政治家们强调了世界水问题。 1.2水循环地球上的水不是静态的，而是处于由太阳能和地球旋转而维持的循环之中。根据水循环的范围可分为全球水循环，城市水循环，工业水循环。从海洋蒸发出来的水蒸气，被气流带到陆地上空，凝结为雨、雪、雹等落到地面，一部分被蒸发返回大气，其余部分成为地面径流或地下径流等，最终回归海洋。这种海洋和陆地之间水的往复运动过程，称为全球水循环。城市和工业水循环无论在数量还是质量上都对更大的水循环产生重要的影响。工业水循环通常不是封闭的。工业用水来自含水层、地表水或者公共饮用水网。如今工业污水的排放处理应经是影响水循环的关键因素。

探究有机污水处理中高级氧化技术的联合应用

探究有机污水处理中高级氧化技术的联合应用发表时间：2014-10-08T14:19:45.670Z 来源：《工程管理前沿》2014年第9期供稿作者：郑兴兴 [导读] 随着我国城市化进程的加快，城市建设发展所带来的环境问题日益严重，人们越来越来重视逐步恶化的环境问题。郑兴兴浙江汉蓝环境科技有限公司浙江杭州 310053 摘要:近年来，随着我国城市化进程的加快，城市建设发展所带来的环境问题日益严重，人们越来越来重视逐步恶化的环境问题。由于水质标准的提高，对一些难降解、有毒的、高浓度的工业废水、渗滤液等这类废水的处理一直困扰着环境工作人员，利用物化方法很难达到预期的处理效果，并且还有因处理成本高且物化处理后二次污染的问题。所以急需开展一种新的方法来处理这些物质。本文结合作者近两年污水处理工作经验，以工业污水的处理为目标，分析了高级氧化处理技术的联合应用，着重探讨了高级氧化技术的特性、使用范围以及处理技术的发展方向等问题，仅供参考！展方向关键词: 工业污水处理；高级氧化技术；联合应用；发展前言：在现代污水处理技术中，高级氧化技术是近几年发展起来，越来越受到人们关注的一种去除有机污染物的新技术。随着我国国民经济的增长，科学技术快速进步，在工业生产过程中所涉及到的原料、产物都在持续不断的发生着变化，而大量工业原料实际上都存在着一定的毒性，这些毒性直接导致污水之中出现了高浓度的毒性物质，并且这部分物质难以采取其实影响的措施来加以降解处理，这是工业污水一直以来难以处理的关键性问题。以往传统的污水技术在现代工业体系之中已经无法充分的满足各个方面的需求，在这期间高级氧化技术作为一种现代化的新型污水处理技术进入到了人们的眼中，该技术在对于印染、农药、制药废水、垃圾渗透液等方面的高污染性、高毒性的污水处理中有着较大的优势。 1 高级氧化技术的特点在现代污水处理中，高级氧化技术的主要有氧化能力强、选择性小、反应速率快等特点；而且反应条件温和，无需高温高压。其主要是使用电、磁、声、光等方面的物理原理以及化学过程来产生的相应羟基自由基·OH物质。而作为反应过程中所存在的中间性产物，诱发之后所呈现出的链反应，会直接由于OH 物质的存在而和废污水之中的污染物进行反应，在这一过程中形成对于污染物的快速反应，最大限度的提升物质的可生化性，所以，高级氧化技术实际上有着较高的使用范围、反应速率以及氧化执行能力。其主要分为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等几类。 2 高级氧化技术的应用研究 2.1 Fenton 氧化法 Fenton氧化法是在pH为2~5的条件下利用Fe2+催化分解H2O2产生的·OH降解污染物，同时生成的Fe2+能够发生混凝沉淀作用去除有机物，因此Fenton试剂在水处理中具有氧化和混凝两种作用。Fenton法单独使用成本高，通常是将其作为生化处理的预处理或深度处理，以提高处理效果和降低成本。运用Fenton法对经A2O工艺处理的焦化废水进行深度处理，出水各项指标均达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923—2005)的要求。Fenton法的催化剂难以重复利用，含铁污泥产生二次污染，增加后续处理的难度和成本。如何将Fe2+固定在离子交换膜、分子筛、膨润土等载体上，或以铁的氧化物、复合物代替Fe2+，提高催化剂的回收利用率成了研究热点。部分研究人员进行大量试验之后，研制了一种廉价、高效的多孔介质的固体非均相催化剂，使用时不需投加Fe2+，还可大幅度减少H2O2使用量，有效避免了Fenton试剂的技术缺点。 2 . 2 光催化氧化法光催化氧化技术常以半导体为催化剂，反应中，催化剂与其表面吸附的H2O、O2反应生成很活泼的羟基自由基(·OH)和超氧离子自由基(·O2-)，进而把各种有机物氧化成CO2、H2O等无机小分子。TiO2以其稳定性和无毒性的优点成为目前应用最广泛的催化剂。通过TiO2/WO3光催化反应降解对氯苯酚，取得了很好的效果。采用阳极氧化法制备TiO2纳米管薄膜光催化电极，降解亚甲基蓝，找出了氧气热处理的TiO2纳米管阵列薄膜光电催化降解MB反应的影响因素。研究表明，固载型杂多酸与TiO2光催化氧化法耦合对酸性品红染料废水具有较高的降解效率，光解效率高达83.1％。纳米TiO2仅在紫外光范围有响应，对可见光的利用率低，近年的研究热点集中在了寻找光域范围更广的催化剂上。以对可见光有较好光电化学响应的纳米CuO为催化剂，采用太阳光/CuO/H2O2体系降解染料废水中的中间体间氯甲苯，取得了很好的效果，提高了对光的利用率。 2 . 3 超声氧化法超声氧化措施，本身主要是使用16kHz-1MHz的相应超声波形式来对溶液进行辐射，以此来促使溶液之中能够形成局部性质的高温、高压超声空化现象，如此以来便能够通过超声波技术来生产浓度较高的氧化物质·OH 和H 2O 2，通过这部分氧化物质，能够迅速的对于污染物进行降解。超声氧化法实际上自身集合了自由基氧化、超临界水、焚烧等多个方面的水处理技术特性，降解条件较为温和、适用范围广，总之该技术属于一项应用前景较广的技术。 2 . 4 超临界水氧化法超临界水氧化法是是实际就是通过将超临界作为反应的介质，使用H 2O 2以及氧气的方式来对于有机物质进行氧化分解。并且超临界水实际上和有机溶剂之间存在着较大的相似性，能够切实有效的与CO2、O2等方面的非极性有机物质分子达到互溶的效果，完全将界面对于传热传质的相应阻力进行了消除，其中所呈现出的传质速率极为迅速，反应也极快。超临界水氧化措施在对废水进行处理的过程中，呈现出了较广的使用范围，并且反应速率极快，能够达到对污染物质进行降解的目的，不会出现二次污染的可能性，同时还兼具了无机组分极易对沉淀物质进行分离的优势，这属于一种现代化的高科技绿色水处理技术，这方面的技术将会逐渐成为污水处理过程中的热点所在。 2 . 5 各种高级氧化技术的优缺点及其应用范围高级氧化技术虽然说在工业体系的污水处理工作中，呈现出了反应速率快、处理能力强、使用范围广、能够进行物质以及能量回收等方面的优势，但在实际应用期间，各种不同的高级氧化技术中都或多或少的存在着一定的缺陷。所以，在实际使用高级氧化技术来对于工

高级氧化技术机理及在水处理中的应用进展

(发展战略)国内外水处理技术的状态 发展方向

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水处理技术发展的未来

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高级氧化技术

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水处理中的高级氧化技术

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水处理技术发展概述

探究有机污水处理中高级氧化技术的联合应用

(发展战略)国内外水处理技术的状态发展方向