过硫酸盐高级氧化技术在工业废水处理中的应用

作者:吴晨炜;王震;代海波;王昭玉;胡程月;陈文清 刊名:四川化工 上传者:邱瑜

【摘要】过硫酸盐高级氧化技术是基于硫酸根自由基(SO 4 ·- )的一种新型高级氧化技术,是刚刚兴起的崭新的研究方向,其具有反应速度快,剩余污泥少,适用范围广,无二次污染等优点,因此在工业废水治理领域具有良好的发展前景。本文将对国内外有关过硫酸盐的活化技术进行归纳总结,并探讨其在工业废水中的应用前景。

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过硫酸盐高级氧化技术在工业废水处理中的应用 吴晨炜 王 震 代海波 王昭玉 胡程月 陈文清 (四川大学建筑与环境学院,四川成都,610065) 摘  要   过硫酸盐高级氧化技术是基于硫酸根自由基(SO4􀅰- )的一种新型高级氧化技术,是刚刚兴起 的崭新的研究方向,其具有反应速度快,剩余污泥少,适用范围广,无二次污染等优点,因此在工业 废水治理领域具有良好的发展前景.本文将对国内外有关过硫酸盐的活化技术进行归纳总结,并 探讨其在工业废水中的应用前景. 关键词:过硫酸盐 活化 废水   传统的高级氧化技术是以活性物质􀅰OH 作为 氧化剂来降低去除难降解的污染物,但该方法存在 很大的弊端,如􀅰OH 存在的时间短,来不及反应就 消失,且易被碳酸根等无机离子淬灭而失活等.在 近几年,过硫酸盐高级氧化技术作为代替传统的高 级氧化技术发展起来,因为其在活化的条件下可以 产生SO4􀅰 - ,具有很高的氧化性,理论上可以降解 大多数的有机物[1],且具有反应设备简单,反应速度 快,剩余污泥少,适用范围广,无二次污染等优点,在 含有毒有害及难降解有机物的污水处理中具有广泛 应用前景. 目前常用的过硫酸盐一般是指过二硫酸盐,是 一种常见的氧化剂,都是属于 H2O2的衍生物.过 二硫酸盐具有热不稳定性,加热容易分解;过二硫酸 盐还是一种有效的单电子转移试剂[2],在反应中不 仅能快速地生成离子自由基,而且在不同金属离子 存在下可使有机物发生选择性氧化.过硫酸盐作为 强氧化剂,具有多种活化方式,如热活化、过渡金属 活化等,不同的活化方式可以应用于不同的领域. 近些年来,工业的快速发展导致越来越多的有 毒且难降解的废水未经处理达标便排放到河流,如 印染、医药、石化废水等,这些废水成分复杂、COD 高、含盐量高以及含有有毒有害物质,会导致生态环 境受到严重破坏.为了解决这一问题,有许多研究 引入了过硫酸盐高级氧化技术,其作为一种有效的 氧化剂,可以降解水中大多数的有机物,且其效果和 成本都存在优势,因此该技术越来越受到重视. 1 过硫酸盐活化方法的研究现状 1􀆰1 热活化过硫酸盐 加热活化过硫酸盐是最常用的方法,已成功应 用于有机物的降解.反应式为: S2O82- +heat→2SO4􀅰- Waldemer[3]等人采用热活化的方式并用其降 解去除地下水中的氯代乙烯,结果表明:当温度设定 为60℃,反应时间为1h,氯代乙烯几乎都被氧化去 除.在刘小宁[4]的研究中发现热活化过二硫酸盐对 氯苯降解的反应速率常数在20-60℃范围内随温 度升 高 而 升 高.Huang[5]等 研 究 表 明 当 温 度 为 40℃时,绝大部分有机物的降解速率大于温度为 20℃,不过仍然有部分 VOCs的降解速率随温度升 高而降低,如实验的59种VOCs中,有22种不符合 这个规律.Hori[6]等人研究也表明利用过二硫酸盐 降解PFOA时,温度为80℃时的降解效率会比温度 为150℃的降解效率好. 热活化过硫酸盐技术要求简单,且在一定范围 内增高温度会促进污染物的降解,说明在一定范围 内,温度的升高会促进S2O82- 向SO4􀅰- 转化,加快 反应物的消除.但是并不是SO4􀅰- 大量同时存在 的情况下其效果越好,反而会因为在传递过程中被 消耗,从而降低利用率,所以控制温度是提高降解速 率的有效方法[7]. 55第5期          过硫酸盐高级氧化技术在工业废水处理中的应用 1􀆰2 过渡金属离子活化过硫酸盐 过 渡 金 属 可 与 过 硫 酸 盐 发 生 反 应,生 成

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