高级氧化技术及其在废水处理中的应用

作者:林建民;陈玉峰;陈震 刊名:福建化工 上传者:徐虹

【摘要】综述了高级氧化技术:Fenton法;UV/Fenton;UV/H202;US/Fenton(U1-tmsonic-Fenton);Electro-Fenton方法的研究进展、在废水处理中的应用的反应机理,及其在处理醇、醚、氯酚、除草剂、多聚芳香化合物,垃圾沥滤液等工业废水上的应用作了介绍,并分析了高级氧化技术在应用中存在的问题及改进的方向。

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上世纪80年代以后,出现了一些新的废水处氢共存的条件下可以有效的将酒石酸氧化.后人为理技术,如光照法、湿式催化氧化技术、脉冲电晕技了纪念这位伟大的科学家,将Fez十/氏q命名为术、超临界水氧化技术等,其中以Fenton反应为基Fenton试剂,利用这种试剂的反应称为Fenton反础的高级氧化技术[l](Advancedo范dationProcess一应。es,AOPs)是近来在有机废水处理中发展最快的技除了亚铁离子可以实现Fenton反应以外,其他术之一。这些技术包括Fenton法和类Fenton法的过渡金属离子(如CuZ十等)也可以将过氧化氢催(UV一Fenton法、Ult~nic一Fenton法和Eleetro化分解为经基自由基和氢氧根离子。一Fenton法等).这些方法的特点是利用经基自由1.2经基自由基的性质基(OH)极强的氧化性,或是通过自由基反应以提Fenton反应在废水处理中的应用主要是利用高有机污染物的可生化处理性能,或是直接将有机其生成的经基自由基的强氧化性,将难生化降解有物转化为无害的无机物,如Cq,玩。,N岛一,机污染物降解去除。与其他氧化剂相比经基自由基sqZ一等。由于高级氧化技术具有氧化性强、操作具有:条件简便等优点,因此引起世界各国的重视,并相(1)具有高的氧化还原电位继开展了该方面的研究与应用。经基自由基具有很高的氧化电极电位(OH+1Fenton法H++e一玩O,E=2.8v),氧化活性大约是氯的L1Fenton反应的机理2倍(见表1)。表1数据表明,轻基自由基比其他一1894年,法国科学家H,J.H.Fento。在一项些常见的强氧化剂具有更高的氧化电极电位,oH科学研究中发现酸性水溶液中在亚铁离子与过氧化是一种很强的氧化剂。表l常见氧化剂的氧化电极电位【V)氧化剂反应方程式氧化电极电位(V)8007775250362,1上1人1土1人经基自由基(.OH)臭氧(q)过氧化氢(姚Qz)高锰酸银(Mnq一)二氧化氯(口仇)氯气(clz)OH+H++e一=Hzo马+ZH十十2e一=玩O十q珑仇+ZH++Ze一2珑OMnq一+sH++se一=N匕2十+4玩。clq+e一Cl一十qclz+2e一二ZQ-福建化工2005年第2期(2)具有很高的电负性或亲电性轻基自由基的电子亲和能为569.3KJ,容易进攻有机物中电子云密度高的部位。(3)加成反应当有C=C键存在时,经基自由基将进行加成反应。例如:CHC以)HHo+}}CHC(HHOC工犯(汉)H}-.CHC《汉)H王玉CHCQH}CHCCXH护一扩L3Fenton反应在废水处理中的应用Fenton试剂在废水处理过程中的应用得益于它自身所具有的优势:(1)OH与有机物的反应(反应速率常数k=107一101。。一1)遵从一级反应动力学,可有效地氧化降解各种有机废水,例如醇、醚、氯酚、除草剂、多聚芳香化合物废水等;.(2)Fenton试剂是环境友好材料,在处理过程中生成珑O、q和氢氧化铁,不会带来二次污染;(3)Fenton试剂对有机污染物降解快速完全,可用于废水的深度处理;(4)通过自由基的反应可提高有机污染物的可生化降解性。1.4Fenton氧化技术的优缺点Fenton反应作为一种高级氧化技术其主要的优点有:(1)氧化性强;(2)运行稳定和操作简单。但该方法也有一些缺点:(1)可控性差。反应速率难以控制,一旦反应开始,就无法停止,直到反应剂消耗完毕,且对溶液的酸度要求较为苛刻,pH值一般要求小于4。(2)运行费用较高。由于该方法所用的试剂较为昂贵.投放量的多少决定了运行费用的高

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