4 高级氧化技术在水处理中的研究进展(2013).pdf

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1、水污染控制技术引言1.AOPs技术20世纪80年代发展起来的高级氧化技术（AOPs）能够利用光、声、废水处理高级氧化技术进展电、磁等物理和化学过程产生的高活性中间体·OH，快速矿化污染物或提高其可生化性，具有适用范围广、反应速率快、氧化能力强的特点，在处理印染、农药、制药废水和垃圾渗滤液等高毒性、难降解废水方面四川大学建筑与环境学院具有很大的优势。AOPs目前已成为水处理领域的研究热点。赖波副教授/博士高级氧化技术主要分为Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法等几类。极少。2

2、013年10月几种高级氧化技术几种高级氧化技术2几种高级氧化技术2几种高级氧化技术2.1Fenton氧化法2.1Fenton氧化法表1Fenton法和各类Fenton法的比较•Fenton法是在pH为2-5的条件下利用Fe2+催化分解H2O2产生的·OH降解污反应机理优点缺点Fe2+催化分解反应条件温和、设备投资省、Fe2+用量大、H2O2的利用率染物，且生成的Fe3+发生混凝沉淀去除有机物，因此，Fenton试剂在水处Fenton法HO产生·OH降操作方便、成本较低不高，不能充分矿化有机物22理中具有氧化和混凝两种作用

3、。由于H2O2价格昂贵，Fenton法单独使用成解污染物UV和Fe2+对H2O2有机物降解速率快、矿化程光能利用率低，能耗较大，本高，通常是和其它生物、混凝、吸附等处理技术联用，将其作为生化光-Fenton法催化分解存在协度高、Fe2+用量减少、H2O2设备和运行费用高，只适宜处理的预处理或深度处理，以提高处理效果和降低成本。可采用Fenton法同效应的利用率提高于处理中低浓度的废水利用电化学法产有机物矿化程度高，降解有电流效率较低、能耗大、设对经A2O工艺处理的焦化废水等进行深度处理。生的H2O2和Fe2+机物的因素多

4、：·OH氧化、备和运行费用高电-Fenton法作为Fenton试剂阳极氧化和电吸附，适于处•近年来人们开始考虑使用光辐射（如紫外光和可见光）、电和微波等协理高浓度且有毒性的有机物同Fenton法处理制药废水、垃圾渗滤液等，以提高Fenton试剂的氧化活性废水Fe2+和微波协同反应速率高、污染物降解程能耗大、运行费用高、出水，减少Fenton试剂用量和Fe2+污染，这类技术被统称为类Fenton法。表1对微波-Fenton催化分解H2O2度高，Fenton试剂用量减少，温度高法而且微波辐射可促进溶液中传统Fenton法和各

5、类Fenton法进行了比较。此外，Fenton法可与活性炭协胶体的絮凝同处理垃圾渗滤液，活性炭在Fenton反应中同时具有吸附和催化作用。几种高级氧化技术几种高级氧化技术2几种高级氧化技术2几种高级氧化技术2.1Fenton氧化法2.1Fenton氧化法Fenton法的催化剂难以分离和重复使用，反应pH值低，会生成大量含铁污泥，出水中含有大量Fe2+会造成二次污染，增加了后续处理的难度和成本。近年来Fenton法的催化剂难以分离和重复使用，反应pH值低，会生成大量含，国内外学者开始研究将Fe2+固定在离子交换膜、离子交换

6、树脂、氧化铝、分子铁污泥，出水中含有大量Fe2+会造成二次污染，增加了后续处理的难度和筛、膨润土、粘土等载体上，或以铁的氧化物、复合物代替Fe2+，以减少Fe2+的溶成本。近年来，国内外学者开始研究将Fe2+固定在离子交换膜、离子交换出，提高催化剂的回收利用率，扩宽pH值的适宜范围。树脂、氧化铝、分子筛、膨润土、粘土等载体上，或以铁的氧化物、复用浸渍法可将Fe3+固定在高岭石上催化降解活性黑5（RB5），150min内RB5合物代替Fe2+，以减少Fe2+的溶出，提高催化剂的回收利用率，扩宽pH值的脱色率达99%。可将F

7、e(II)与壳聚糖（CS）和戊二醛（GLA）的交联物螯合制成Fe(II)-CS/GLA催化剂，在中性条件下催化降解三氯乙烯（TCE）；以针铁矿作为的适宜范围。光-Fenton可降解2-氯酚；磁性纳米BiFeO3催化降解罗丹明b的速率常数是相同条件下Fe3O4的20倍，且该催化剂具有良好的稳定性和重复利用性。几种高级氧化技术几种高级氧化技术2.1Fenton氧化法2.1Fenton氧化法Fenton试剂参与有机物的氧化过程为链式反应，通过链的开始、传递和结束三个过程降解有机•混凝沉淀作用物，过程中伴随·OH的产生、转化、氧

8、化等多个反应：2+3+Fenton反应中随着过氧化氢的加入，Fe2+被迅速氧化成为Fe3+，在链的开始：Fe+H2O2+H+→Fe+H2O+·OH(1-1)2+3+Fenton反应中及Fenton反应完成后调节pH过程中，Fe3+和OH-发生各种络链的传递：·OH+Fe→Fe+OH(1-2)·OH+H2O2→·HO2