浅析高级氧化技术及在污水处理中的应用

作者:郭和民 刊名:能源与环境 上传者:周路阳

【摘要】重点介绍高级氧化技术的催化剂、氧化剂、处理技术方面的热点及其在国内外的应用,总结高级氧化技术处理较受关注的几种污染物的成功应用;调查国外高级氧化最新研究动向。

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2011.NO.3 . ISSN1672-9064 CN35-1272/TK 作者简介:郭和民(1977~),山东省日照市人,本科学历,工程师,主要从事环境污染治理工程及环境影响评价工作。 浅析高级氧化技术及在污水处理中的应用 郭和民 (山东省日照市环境保护局山东日照 276800) 摘要 重点介绍高级氧化技术的催化剂、氧化剂、处理技术方面的热点及其在国内外的应用,总结高级氧化技术处理较受关注的几种污染物的成功应用;调查国外高级氧化最新研究动向。 关键词 矿物催化剂 液电子脉冲技术 氧化电位 中图分类号:X505 文献标识码:A 文章编号:1672-9064(2011)03-0080-03 高级氧化技术 (AdvancedOxidationProcesses, 简称AOP)的基础在于运用声、光辐射、微波辐射、电或者高温高压的外界条件在反应中,催化剂与氧化剂相互结合产生自由基(如·OH),这些自由基活性极强,与有机化合物之间发生加合、取代、电子转移、断键等反应,使水体中的大分子难降解有机物氧化分解为小分子物质, 或者部分直接降解成为 CO2 和 H2O,接近完全矿化。 1 催化剂研究热点 现阶段催化剂的研究热点主要集中在能利用可见光的可见光催化剂、可降低成本的矿物催化剂、一些有特殊功能的改性催化剂这些方面。 新型可见光催化剂主要有 ABOx 型可见光催化剂 (如:钙钛矿可见光催化剂、ABO4 型可见光催化剂、ABO2 型可见光催化剂)、非金属掺杂型可见光催化剂、复合半导体型可见光催化剂、杂多酸聚合物可见光催化剂、金属有机物可见光催化剂等,在平时课堂论文《催化剂研究进展及其在水环境中的应用》已有详细介绍。 改性催化剂多在改变其组分和形貌、 微结构上作研究。而很多矿物本身所具有的天然微结构, 如果可加以利用改变,效果良好且成本较低。 矿物材料作为催化剂,不仅具有催化剂或催化剂载体的基本要求,而且还具有一定的经济优势和资源优势。 有些矿物材料如(膨润土、沸石、水滑石等),其结构和性能比较特殊,经过适当改性或者活化处理后可直接用作催化剂或其载体。 2 氧化剂 氧化剂的氧化性取决于其氧化电位,根据要处理的污水成分选择适宜的氧化剂。羟基自由基是一种极强的化学氧化剂,它的氧化电位比普通氧化剂(如臭氧、氯气、过氧化氢)高得多,这意味着高级氧化技术的氧化能力要大大高于普通化学氧化剂。 3 液相脉冲放电等离子体技术 液相脉冲放电等离子体技术为集各种高级氧化技术于 一体的技术。 高级氧化技术主要有以下几个分类:化学氧化法、化学催化氧化法、电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法和光催化氧化法、超声催化氧化法、微波技术等。 液电脉冲等离子体技术是最近发展起来的降解有毒有害工业废水化工处理的新技术, 是集合了高能电子辐射、湿式氧化、化学氧化、光催化氧化、电化学氧化等各种高级氧化技术于一体的高级氧化技术, 是一门涉及等离子体物理、等离子体化学、流体力学、热力学、生物、电工、环保等学科前沿性交叉学科。 水中高压脉冲放电电压上升时间短(<100ns),脉冲宽度窄(<200ns),因而可以在不使电场内的离子加速的情况下,单使电子加速,从而形成无需屏蔽的高能自由电子。 并且高压脉冲放电等离子体废水处理技术在放电这一过程同时具有化学效应和物理效应,产生具有高氧化活性的强氧化性物质(OH·、O·、H2O2、O3 等)、紫外光、冲击波等。 由放电作用产生的这些活性氧化基团及其高能自由电子轰击污染物质中C-C 键及其不饱和键,发生断键和开环等一系列反应,或部分使大分子物质变成小分子,从而提高

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