废水处理工作中高级氧化技术的应用研究

作者:李学英;李岩;郭焰;周玉芬; 刊名:化工设计通讯 上传者:顾彩虹

【摘要】在废水的处理过程中,常规的处理方式难以清除废水中的稳定有机物.通过对废水处理中的高级氧化技术进行探索,分析高级氧化技术的类型、处理方式以及应用,为清除废水中的稳定有机物提供一些方法.

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随着工业化的发展进程不断加快,废水问题已经成为影响环境可持续发展的重要因素之一,由于其处理难度相对较高,并且部分生物具有化学稳定性,常规的处理手段难以有效的清除有害物质[1]。而高级氧化技术则可以通过自由基的产生,有效的清除废水中的有害分子。1高级氧化技术的概念高级氧化技术又称之为深度氧化技术,主要是指在化学反应过程中,具有大量的羟基自由基参与的氧化反应。主要运用催化剂和氧化剂,使反应物产生自由基,之后通过自由基与有机物之间的结合,达到清除有害因子的目的[2]。该技术具有反应快、污染小以及范围大等优势,已经逐渐应用于废水处理工作中。2废水处理中高级氧化技术的应用在高级氧化技术的应用中,根据氧化剂以及催化条件的差异性,可以将其分为Fenton试剂法及类Fenton试剂法、臭氧、过氧化氢以及组合法和半导体光催化氧化法。2.1Fenton试剂法和类Fenton试剂法在废水处理过程中,包括Fenton试剂法和类Fenton试剂法,这两种方法主要应用在以下方面:第一,Fenton试剂法是由法国科学家Fenton在研究中发现,其在研究中,发现Fe2+和H2O2共存在酸性水溶液中,可以氧化酒石酸,因而其将该试剂命名为Fenton试剂,该试剂是通过Fe2+与H2O2之间的催化反应,生成自由基,从而发挥相应的清除废水有害分子的目的[3]。在该反应中,生成的自由基具有较强的氧化能力,并且具有电负性和亲电子性,在处理过程中,可以生成游离基,继而生成二氧化碳和水,可以降低废水中的COD,通过研究发现,其对含油废水、含苯废水以及含醇废水具有较高的处理效率。第二,类Fenton试剂法是研究学者将紫外光引入到Fenton试剂中,显著提升氧化能力,并且节约相应的资源,发现经过该试剂处理后,能生成2-甲基-2-丙醇等物质,而硝基苯的降解速率得到明显的提升。该方式具有设备简单和操作方便的特点,但是成本相对较高,仅适用于少量废水的处理。2.2过氧化氢、臭氧以及其他物质组合法2.2.1臭氧和紫外光组合氧化臭氧属于强氧化剂,具有较高的电位,可以氧化氨基酸以及芳香族物质,但是单纯的臭氧氧化时,处理效率相对较低,无法满足废水的处理需求,因而在处理过程中,其仅应用于给水处理等环节。研究结果表明,在处理含油废水的过程中,采用臭氧和紫外光组合氧化法具有较高的应用价值,在反应初期,效果并不明显,而在经过一段时间的反应后,则可以明显提升反应速率,反应机理在于通过组合反应,可以形成羟基自由基,从而实现对有机物的氧化分解。2.2.2过氧化氢和紫外光组合法在处理废水的过程中,过氧化氢和紫外组合法对于废水具有较高的处理效率,这主要是由于过氧化氢是强氧化剂,其在处理废水的过程中,可以将毒性分子转化成为微生物分解化合物,在反应过程中,无机物对过氧化氢的反应较快,将其与紫外线相结合,具有较强的处理能力,研究证明,在处理氯代酚类有机物时,采用290nm的波光联合过氧化氢,可以较好的处理有害物质,并且使2-氯酚等物质的处理效率得到明显的提升,另外,在反应一段时间后,能够完全清除三氯酚,但是在处理的过程中,随着废水pH的不断增加,则反应速度呈现不断降低的趋势。可见,过氧化氢联合紫外光组合法具有较高的应用价值。2.2.3臭氧、紫外光和过氧化氢组合法在处理废水的过程中,将臭氧、紫外光以及过氧化氢等方法联合使用,能够较好的提高废水中有害分子的处理效率。这种氧化工艺与紫外光和臭氧组合法基本相同,在紫外光的辅助反应下,可以将废水中的有害分子分解成为自由基,降低废水中的色度并清除有害物质,具有较高的应用价值。2.3半导体光催化氧化法

参考文献

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