综述高级氧化技术在废水处理中的应用

作者:严琼;杨俊 刊名:净水技术 上传者:陈成川

【摘要】高级氧化技术以产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)为特点,该技术用于有效去除和降解有毒污染物,或者作为预处理将污染物转化为可生物降解化合物,然后通过传统的生物处理方法处理。该文总结了·OH的形成以及污染物的降解机制,同时阐述了高级氧化法的研究方向。

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净 水 技 术 WATER PURIFICATION TECHNOLOGY Vol. 32, No. 3, 2013 June 25th, 2013 1 引言 近几十年来,高级氧化技术在污水处理技术的研究和发展中受到越来越多的关注。高级氧化技术既可作为单独处理工艺, 又可与其他处理工艺相结合, 有效去除或降解有毒污染物或作为生化处理的预处理, 可降低处理成本[1,2]。运用电、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(如·OH)[3],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,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 CO2 和 H2O, 接近完全矿化。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光催化氧化法,Fenton 氧化法,电化学氧化法,臭氧氧化法,催化湿式氧化法,辐射氧化法等[4,5]。许多试验结果已经表明,高级氧化降解有机物的关键是产生·OH[6,7],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。 2 常见高级氧化技术应用现状 2.1 光催化氧化法 光催化氧化法是一种新兴技术,是在表面催化剂存在的条件下,利用一定波长的紫外光或可见光在常温高压下催化氧化废水中的有机污染物,使有机物氧化降解的反应过程。根据氧化剂的种类不同, 光氧化可分为 UV,UV / O3[8],UV / H2O2,UV / H2O2 / O3 和 UV/HOCl 等过程。光解水利用波长小于 190 nm 的 UV 辐射提供的高能量,产生强氧化性物质(·OH 的量子产率在 172 nm 处,0.42),低压汞蒸汽紫外线灯以 254 nm 的峰值发射,可以对水体进行有效消毒,但不能使污染物完全矿化。到目前为止,各种光催化剂的合成及应用,污染物降解的机理及动力学研究,操作参数的影响,光催化的碳-碳键的形成,金属纳米粒子上的光化学,太阳能光催化对于水的消毒等进行了系统的研究。 在光催化过程中,二氧化钛(TiO2)是目前使用最广泛的半导体催化剂,其反应机制已在大量文献中被广泛讨论过[9-11]。近年来,越来越多关于增强光催化剂效果的研究正在进行,如在 TiO2 中掺杂金属,金属离子,半导体氧化物,以及非金属原子 综述高级氧化技术在废水处理中的应用 严 琼,杨 俊 (同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海 200092) 摘 要 高级氧化技术以产生具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)为特点,该技术用于有效去除和降解有毒污染物,或者作为预处理将污染物转化为可生物降解化合物,然后通过传统的生物处理方法处理。该文总结了·OH 的形成以及污染物的降解机制,同时阐述了高级氧化法的研究方向。 关键词 高级氧化 降解机制 有机污染物 污水处理 中图分类号:TU992.3 文献标识码:A 文章编号:1009-0177(2013)03-0005-03 An Overview of Application for Advanced Oxidation Processes in Wastewater Treatment Yan Qiong, Yang Jun (TongjiArchitectureDesign&ResearchInstitute,Shanghai200092,China) Abstract Advanced oxidation processes (AOPs) was characterized by producing strong oxidizing hydroxyl

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