水处理中高级氧化技术的应用探析.doc

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1、水处理中高级氧化技术的应用探析【摘要】文章在全面阐述高级氧化技术概念和特点的基础上,对当前我国水处理中常用的几种高级氧化技术做出具体分析,认为未來高级氧化技术在水处理应用屮将有着更为广阔的发展前景。【关键词】水处理;高级氧化技术;应用现阶段,我国经济得到迅猛发展,但同时有限的水资源出现严重污染,水环境质量急剧下降,成为不容忽视的环境问题之一。而化学氧化方法能针对废水中的相对分子质量大、可生化性差的物质进行直接氧化或矿化,提升水处理质量。一、高级氧化技术高级氧化技术最早是在1987年由Caze等提出的,

2、它能有效对废水屮难以降解的冇机物进行处理。其显著性特点为:能通过瓮基自由基为主的氧化剂联合有机物进行反应,进而生成能继续参与?0H链式反应的有机自由基,或者也可以经由冇机过氧化自由化的生成來氧化分解,从而最终降解为C02和H20,实现对废水中有机物的氧化分解目标。二、水处理中高级氧化技术的应用当前在水处理中,冇以下几种常用的高级氧化技术。(一)化学氧化技术化学氧化技术包括Fenton法与类Fenton法两种。前者是指利用Fe2+催化分解H202产生?0H降解污染物的氧化技术,其在水处理中有氧化和混凝两

3、种作用。该技术通常联合其他生物、混凝、吸附等处理技术來进行预处理或深度处理,从而降低成本,提升水处理效率。后者则是指近年来人们将Fenton法与光辐射、电荷微波等联合起来形成的氧化技术,从而降低Fenton试剂用量,减少Fe2+污染。Fenton法与这些类Fenton法的优缺点对比如表1所示。水处理屮常用的化学氧化剂及其氧化能力如表2所示。值得注意的是,这些氧化剂产生的氧化反应的主反应都包括自由基反应(二)光催化氧化技术即基于光的激发和催化剂的催化作用,将反应出的?0H氧化分解有机物。其常用的催化剂包

4、括Ti02、W03、Fe304>ZnS等。早期是以Ti02粉末为催化剂进行氧化的,但在实际操作中存在难回收、催化剂易流失、高费用等缺点。此后有学者研究出种种取代Ti02粉末的催化剂,如Ti02薄膜、复合催化薄膜、纳米Ti02、Ti02复合溶液等,均获得一定的降解效果,为氧化技术提供新思路。近年来,一些研究者开发出部分新型的复合光催化剂,如BiP04这一利用热液法合成的催化剂,英有着独特的非金属含氧酸结构;又如CeO.99FeO.01V04这一通过溶液燃烧法合成的催化剂,其催化活性最好,且较Ti02降解

5、更快。(三)水热氧化技术即于高温高压下,利用空气或其他氧化剂,分解废水中溶解及悬浮的有机物,从而去除BOD、COD、SS等。并且还技术还能按照不同的反应条件依次分为催化湿式、湿式、超临界水氧化技术等。国内冇学者对焦化企业生产过程屮产生的焦化废水进行处理时,采用催化湿式氧化技术,其屮应用lOg/L催化剂,以220°C为反应温度,以3.5MPa为氧气分压,进行为时2h的反应,最终结果显示,分别去除98・7%COD、97.9%NH3-N,提示水热氧化技术的优越性。(四)其他高级氧化技术除上述几种高级氧化技术

6、以外,水处理屮还包括其他类型的高级氧化技术,也发挥一定积极作用。首先,高压脉冲放电等离子体技术。这是一种集光、电、化学氧化于一体的新型高级氧化技术,其对有机污染物的氧化是通过放电产生的低温等离子体实现的,并能发挥自身综合效应有效实现对污染物的降解,有着效率高、无二次污染的优点,因此具有广阔发展前景。其次,超声。液体在高频声波作用下产生自由基,其极高的氧化性能对冇机污染物进行氧化。此外,超声波还能基于自身的周期性波动,压缩或舒张液体介质,形成空化气泡,并且能不断的增大、崩溃这些空化气泡,气泡崩溃后会使周

7、围产生瞬间高温及高压,促使大量能量进行释放,从而降解污水中那些难以降解的有机物。三、结语高级氧化处理技术在水处理中冇着广泛的应用,能快速、彻底地对废水屮的有机污染物进行降解处理。但是,从客观上来说,当前理论界尚未对高级氧化技术进行更深层次的研究,在反应机理、系统动力学、热力学等方面的研究尚处于浅显阶段,这就在很大程度上限制了该技术在水处理屮的应用。因此随着当前科学技术的发展,应不断提升对高级氧化技术的深入研究,使得在不久的将來在水处理领域得到更为广阔的应用。参考文献:[1]梁军.纳米二氧化钛光催化氧化

8、法处理苯酚废水的研究[J]・黑龙江科技信息,2009[1]严滨,傅海燕,柴天•微电解在处理卬染废水中的应用研究[J]•厦门理工学院学报,2008[2]赵雷,路炜,马军•水处理屮高级氧化技术的应用[C].//饮用水安全保障技术与管理国际研讨会.2005.[4]王立群,闫石.水处理中高级氧化技术的应用[J]・城市建设理论研究:电子版,2013[5]高美香.〃水处理中高级氧化技术的应用.〃中国化工贸易6.20(2014)・[6]张艳霞,谢红光,郭文珂.高级氧化

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