水污染控制工程 教学课件 作者 孙体昌 娄金生水污染控制工程10-16第15章 高级氧化技术.ppt

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1、第15章高级氧化技术AdvancedOxidationTechnologies2第15章高级氧化技术15.1湿式空气氧化法15.1.1湿式空气氧化法的原理15.1.2湿式空气氧化法系统及应用15.1.3湿式空气氧化法的主要影响因素15.2催化湿式氧化法15.2.1均相催化湿式氧化法15.2.2非均相催化湿式氧化法15.3超临界水氧化法15.3.1超临界及其特性15.3.2超临界水氧化法处理的工艺15.4光化学氧化法15.4.1均相光化学催化氧化法15.4.2非均相光化学催化氧化法第15章高级氧化技术15.5高级氧化技术的应用15.5.1

2、催化湿式氧化技术15.5.2超临界水氧化技术的应用15.5.3光化学催化氧化技术的应用4第15章高级氧化技术15.1湿式空气氧化法15.1.1湿式空气氧化法的原理15.1.2湿式空气氧化法系统及应用15.1.3湿式空气氧化法的主要影响因素15.2催化湿式氧化法15.2.1均相催化湿式氧化法15.2.2非均相催化湿式氧化法15.3超临界水氧化法15.3.1超临界及其特性15.3.2超临界水氧化法处理的工艺15.4光化学氧化法15.4.1均相光化学催化氧化法15.4.2非均相光化学催化氧化法高级氧化技术高级氧化技术又称深度氧化技术，它是利用

3、活性极强的羟基自由基（HO·）有效降解水中有机污染物的废水处理技术。高级氧化法还在环境类激素等微量有害化学物质的处理方面具有很大的优势，能够使绝大部分有机物完全矿化或分解，具有很好的应用前景一般来说，氧化剂的氧化能力与其标准电极电位相一致。除F2外，羟基自由基（HO·）比其它常见氧化剂具有更高的标准电极电位，因此，HO·是一种很强的氧化剂。常见氧化剂的标准电极电位氧化剂F2HO·O3H2O2MnO2HClO4标准电极电位/V2.872.802.071.771.581.63氧化剂KMnO4HClO2Cl2K2Cr2O7O2标准电极电位/V

4、1.521.501.361.331.2315.1湿式空气氧化法湿式空气氧化处理法简称为湿式氧化法(WetAirOxidation，简称为WAO)是在高温、高压下，利用氧化剂将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，从而去除污染物的方法。15.1.1湿式空气氧化法的原理湿式氧化法是指在高温(150～350℃)、高压(5～20MPa)条件下，在液相中，用氧气或空气作为氧化剂，使废水中的高分子有机物氧化降解为无机物或小分子有机物的方法。在高温高压下，水以及作为氧化剂的氧的物理性质都发生了变化。水和氧在不同温度下的物理性质物质温度/℃性质251001

5、50200250300320350水蒸气压/MPa0.0030.1030.4851.5864.0568.76211.51114.005粘度/(Pa·s×10－3)0.9220.2810.1810.1370.1160.1060.1040.103密度/(g/mL)0.9440.9910.9550.9340.9080.8700.8480.828氧=5×1013.25kPa(25℃)扩散系数Ka(cm2/s×10－2)2.249.1816.223.931.137.339.340.7亨利常数H/(atm/mol×104)4.387.045.823

6、.942.381.361.080.90溶解度/(mg/L)190145195320565104013251585在室温到100℃范围内，氧的溶解度随温度的升高而降低在高温状态下，如当温度大于150℃时，氧的溶解度随温度升高反而增大，而且，氧气的溶解度大于室温状态下的溶解度湿式氧化法的氧化反应湿式氧化发生的氧化反应属于自由基反应，经历诱导期、增殖期、退化期以及结束期四个阶段。在诱导期和增殖期，分子态氧参与了各种自由基的形成。生成的HO·、RO·和ROO·等自由基攻击有机物RH，引发一系列的链反应，生成其它低分子酸和二氧化碳。整个反应过程如

7、下：诱导期：RH+O2→R·+HOO·2RH+O2→2R·+H2O2湿式氧化法的氧化反应增殖期：R·+O2→ROO·ROO·+RH→ROOH+R·退化期：ROOH→RO·+HO·ROOH→R·+RO·+H2O结束期：R·+R·→R－RROO·+R·→ROORROO·+ROO·→ROH+R1COR2+O2以上各阶段链式反应所产生的自由基在反应过程中所起的作用，取决于废水中有机物的组成、所用的氧化剂以及其它反应条件。11第15章高级氧化技术15.1湿式空气氧化法15.1.1湿式空气氧化法的原理15.1.2湿式空气氧化法系统及应用15.1.3

8、湿式空气氧化法的主要影响因素15.2催化湿式氧化法15.2.1均相催化湿式氧化法15.2.2非均相催化湿式氧化法15.3超临界水氧化法15.3.1超临界及其特性15.3.2超临界水氧化法处理的工艺15.4光