臭氧高级氧化技术及其在工业废水处理中的应用

作者:陈武强 刊名:能源与环境 上传者:王小龙

【摘要】综述臭氧高级氧化技术及其在处理城市工业废水中的应用,并概述臭氧氧化技术的发展现状及趋势。

全文阅读

2010.NO.3 . ISSN1672-9064 CN35-1272/TK 陈武强 (莆田市涵江区环保局环境监测站福建莆田 351111) 摘要 综述臭氧高级氧化技术及其在处理城市工业废水中的应用,并概述臭氧氧化技术的发展现状及趋势。 关键词 臭氧 高级氧化 废水处理 中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1672-9064(2010)03-0066-03 臭氧高级氧化技术及其在工业废水处理中的应用 作者简介:陈武强(1983~),福建莆田人,助工,环境工程硕士。 臭氧是一种氧化性很强的强氧化剂, 长期以来就被认为是一种有效的氧化剂和消毒剂, 早在 20 世纪初就被用作了饮用水的消毒处理。 臭氧的氧化还原电位是 2.07V,仅次于 F2(2.87V),其在废水处理中的应用主要是利用这一特性。臭氧是在水中已知的氧化剂中最活泼的氧化剂, 很容易将各种类型的有机物氧化。 但是臭氧的化学性质极不稳定, 在空气和水中都会慢慢分解成氧气, 尤其是在非纯水中, 分解速度以分钟计算[1]。 因此, 这就促使人们寻找其它的降解技术与其结合使用, 以提高 OH·生成量和生成速度。 1 臭氧高级氧化技术 臭氧高级氧化技术,就是通过臭氧氧化与各种水处理技术组合,形成氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基的氧化技术。 它可以产生非常活跃的羟基自由基 OH·,并诱发链式反应;由于具有很高的氧化还原电位,羟基自由基无选择性地与水中有机污染物作用,将其矿化;它可与大多数有机物反应;反应条件要求不高,一般在常温常压下即可进行。在以提高 OH·生成量和生成速度为主要研究内容的方法的基础上,臭氧高级氧化技术得到了长足的发展,如紫外催化臭氧化、碱催化臭氧化和多相催化臭氧化等。 1.1 紫外催化臭氧法 用 O3/UV 水处理法始于 70 年代, 主要针对有毒有害且无法生物降解的有机污染物的处理。 80 年代以来,研究范围扩大到饮用水的深度处理。 O3/UV 法的氧化能力和反应速度都远远超过单独使用 UV 或臭氧所能达到的效果。 目前对 O3/UV 氧化机理有很多研究,一般认为 O3/UV 中的氧化反应为自由基型反应,即液相臭氧在紫外光辐射下会分解产生 OH·自由基。 Gurol 等[2]在不同 pH 值条件下,用 O3/UV、O3、UV 分别氧化酚类化合物。结果表明:在酸性条件下,臭氧是主要的氧化剂,中性及碱性时氧化是按自由基反应模式进行,酚及 TOC 的去除率随 pH 值升高而升高。吕锡武的研究表明[3],自来水中苯、甲苯、乙苯在用 O3/UV 氧化 lh 后浓度均降至检测限以下,三氯甲烷、四氯化碳经 2h 处理后去除率达 90%以上,自来水中 169 种有机物经 2h 处理后去除率达 65%以上, 致突 变实验证明水质由强阳性转为偏阴性。虽然 O3/UV 水处理法的建设投资大、运行费用高,但其在饮用水深度处理和难降解有机废水的处理中具有良好的应用前景。 1.2 H2O2/O3 O3/H2O2 水处理法是将臭氧和 H2O2 同时用于水处理的方法。 其作用机理如下: H2O2→HO2-+H+;O3+HO2-→OH·+O2-+O2;O3+O2-→O3-+O2; O3-+H2O→OH·+HO-+O2 许多研究结果表明这一水处理法是高级氧化过程当中对于饮用水的处理最为有效的一种方法。 日本从 20 世纪 70 年代后期开始研究利用 O3/H2O2 水处理法来处理高浓度有机废水,美国则是在 20 世纪 80 年代将该法用于处理城市污水中的挥发性有机化合物,都取得了一定成绩[4]。

参考文献

引证文献

问答

我要提问