高级氧化技术(AOP.ppt

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1、高级氧化技术（AOP）引言主要高级氧化技术化学氧化市政08级杨敏1．引言随着工业的高速发展,进入水体的化学合成有机物的数量，种类急剧增加,造成水资源的严重污染,已经威胁到了人类的生存与发展。处理有机废水最经济的是生物处理方法,然而对于那些有毒且难生物降解的有机化合物,往往不能采用生物降解的方法去处理,而不得不考虑用其他方法了。众多研究表明,生物难于处理的污染物通常具有相应的化学稳定性,难以被常见氧化剂完全矿化,这就要求所采用的化学氧化剂必须具有足够的氧化能力以彻底破坏有机物,这一趋势促使了以产生氢氧自由基为主要特点的高级氧化技术

2、的迅速发展。常见氧化剂的标准电极电位见表1。表1常见氧化剂的标准电极电位氧化剂氧化电位(V)/(氢标)氟气3.06羟基自由基2.80原子氧2.42臭氧2.07双氧水0.87氧气0.40高级氧化技术是指在水处理过程中可产生羟基自由基(·OH),使水体中的大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质,甚至直接降解成为和,接近完全矿化。它是最有前景的处理低浓度难降解有机物的方法。常见有机污染物与和·OH的反应速率常数比较如表2。表2臭氧和·OH与有机物的反应速率常数有机物反应速率常数（M-1•s-1）O3OH苯27.8×109氯苯

3、0.754×109四氯乙烯<0.11.7×109草酸<4×10-21.4×106乙酸<3×10-51.6×107高级氧化技术的特点：反应过程中产生大量氢氧自由基反应速度快适用范围广,反应条件温和可诱发链反应可与其他处理技术连用操作简单,易于设备化管理2.主要的高级氧化技术目前,主要的几种高级氧化方式有化学氧化、Fenton氧化、电化学氧化、光催化氧化、光助电催化、湿式空气氧化、超临界水氧化、超声波技术等。电化学氧化主要是电极电催化作用而产生羟基自由基。光催化氧化是利用半导体作为光催化剂而产生羟基自由基。湿式空气氧化是在高温高压下

4、利用空气中的氧或其他氧化剂氧化水中高分子有机物。超临界水氧化是用超临界水作为介质来氧化分解有机物。3.化学氧化化学氧化是使用化学强氧化剂将废水中的难降解有机物和无机物转化为微毒或无毒的物质，或者转化为容易与水分离的形态，从而达到处理的目的。水处理中常用的化学氧化剂有酚类、醛类、芳胺和某些有机硫化物醇类、酸类、酯类、烷基取代的芳烃化合物、硝基取代的芳烃化合物、不饱和烃类、碳水化合物饱和烃类、卤代烃类、合成高分子聚合物目前化学氧化法仅用于饮用水处理、特种工业用水处理、有毒工业废水处理和以回用为目的的废水深度处理等有限场合。近年来围绕

5、提高臭氧处理效率的研究广泛展开,其中,和组合方式证明最为有效。臭氧氧化单纯臭氧化方式处理废水的主要问题是臭氧利用率低、氧化能力不足及臭氧含量低等缺陷。近年来围绕提高臭氧处理效率的研究广泛展开,其中,和组合方式证明最为有效。臭氧-紫外线臭氧与紫外线之间的协同作用机理，分为两个阶段：第一阶段：第二阶段：hvHO3OHO3-HRHRHRHO2O2-RHDuO3H2O2O2HO2HO2-hv图1光催化臭氧化的机理模型影响因素⑴温度⑵初始pH值⑶·OH自由基清除剂的影响⑷其他因素Peyton等利用此法成功地降解了性质极其稳定的

6、四氯乙烯。Jun一ichiroHayashi等的研究表明，使用体系对有机物的降解能力比单独使用的氧化能力增强了10倍应用实例Peyton等利用此法成功地降解了性质极其稳定的四氯乙烯。Jun一ichiroHayashi等的研究表明，使用体系对有机物的降解能力比单独使用的氧化能力增强了10倍跟体系相比，的氧化效果更为理想，这可能与和的光吸收系数有关。如在254nm的光照下吸收系数为而可达。污染物在氧化过程中的降解速率比单一氧化过程快2～200倍。系统是一种有效降解废水中污染物的高级氧化过程,不产生二次污染,可直接将污染物氧化为和。臭

7、氧-双氧水反应过程：Aieta利用成功地去除了水中臭氧无法降解的三氯乙烯（TCE）和四氯乙烯（PCE）Duguet等研究发现在的条件下，TCE和PCE的去除率分别达98%和86%，并且此时臭氧的投加量仅为5.0mg/L吕锡武用此氧化体系处理自来水表明，自来水中160多种有机物经2h处理后去除率可达65%，致突变试验由阳性转为阴性。应用实例金属催化臭氧化技术同相催化（金属离子）异相催化（各类金属化合物）同相金属催化臭氧化Davinson和Hewes研究发现，在臭氧水处理体系中，加入一定量的、、或的硫酸盐后，废水的TOC去除率得到了

8、明显的提高Abdo等在用臭氧处理染料废水时发现，当加入一定量、后，出水的脱色率和COD去除率都得到明显的改善Davinson和Hewes研究发现，在臭氧水处理体系中，加入一定量的、、或的硫酸盐后，废水的TOC去除率得到了明显的提高Abdo等在用臭氧处理染料废水时