常用高级氧化技术.doc

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1、高级氧化技术高级氧化技术，它汇集了现代光、电、声、磁、材料等各相近学科的最新研究成果，主要包括电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法和超声降解法等。其中紫外光催化氧化技术具有新颖、高效、对废水无选择性等优点，尤其适合于不饱合烃的降解，且反应条件也比较温和，无二次污染，具有很好的应用前景。与紫外线、热、压力等处理方法相比，超声波对有机物的处理更直接，对设备的要求更低，作为一种新型的处理方法，正受到越来越多的关注。影响氧化还原反应的因素有溶液的酸碱度、温度、反应物的浓度等。其中溶液的

2、酸碱度犹为重要，因为它将决定溶液中各种理智的电离度和存在形态。一、电化学处理技术1、基本原理电化学氧化法主要用于有毒生物降解有机废水的处理，电化学技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学反应而得到转化，从而达到削减和去除污染物的目的。电化学方法既可以单独使用，又可以与其他处理方法结合使用，如作为前处理方法，可以提高废水的生物降解性，一般电化学处理工艺只能针对特定的废水，吹规模小，且处理效率不高，其耗电量大，不利于运营成本控制。根据不同的氧化作用机理可分为直接电解和间接电解。

3、1.1直接电解，指污染物在电解上直接被氧化或还原而从废水中去除。直接电解又可分为阳极过程和阴极过程。直接电解过程伴随着氧气的析出，氧的生产使氧化降解有机物的电流效率降低，能耗升高，因此阳极材料对电解的影响很大。1.1.1阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或易生物降解的物质，甚至发生有机物无机化，从而达到削减或去除污染物的目的。1.1.2阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除，阴极过程主要用于卤代烃的还原脱卤和中金属的回收，如卤代有机物的卤素通过阴极还原发生脱卤反应，从而可

4、以提高有机物的可生化性。1.2间接电解，指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂，使污染物化成毒性小的物质。间接电解分为可逆过程和不可逆过程。1.2.1可逆过程（媒介电化学氧化）是指氧化还原物在电解过程中电化学再生和循环使用。1.2.2不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质，如具有强氧化性的铝酸盐、H2O2和O3等氧化有机物的过程，还可以利用电化学反应产生强氧化性的中间体，包括溶剂化电子、·HO、·HO2、O2等自由基。2、电化学反应器与电极电化学反应器按反应器的工作方式分为：间歇

5、式、置换流式和连续搅拌箱式电化学反应器。按反应器中工作电极的形状分为二维电极反应器、三维电极反应器。二维电极呈平面或曲面状，电极的形状比较简单，如平板、圆柱电极。电极反应发生于电极表面上，其电极表面积有限，比表面积较小，但电势和电流在表面上分布比较均匀。三维电极的结构复杂，通常是多孔状。电极反应发生于电极内部，整个三维空间都有反应发生。特点是比表面积大，床层结构紧密，但电势和电流分布不均匀。2、技术应用2.1微电解2.1.1概述，微电解又称内电解，他是在不通电的情况下，利用填充在废水中的微电解材

6、料自身产生的电位差对废水进行电解处理，以达到降低有机物污染的目的。微电解工艺所采用的电解材料一般为铁屑和木炭，使用前要加酸碱活化，使用过程中很容易钝化板结，又因为铁与炭是物理接触，之间很容易形成隔离层，使微电解不能继续进行而失去作用，导致频繁地更换微电解材料，造成工作量大、成本高，还影响废水的处理效果和效率。另外，微电解材料表面积太小液使得废水处理需要很长的时间，增加投资成本。2.1.2反应过程，微电解生物铁技术是利用生物铁具有微电池反应、絮凝作用、和亲铁细菌的生物降解等综合作用。2.1.2.1

7、微电池反应，是利用铁屑中铁与石墨组分构成微电解的阳极和阴极，以充入的污水为电解质溶液，在偏酸性介质中，阴极产生具有强还原性的新生态氢，能还原重金属离子和有机污染物。阳极生成具有还原性的亚铁离子。生成的铁离子、亚铁离子经水解,聚合形成的氢氧化物聚合体以胶体形式存在，它具有沉淀、絮凝吸附作用，能与污染物一起形成絮体、产生沉淀。应用内电解法可去除废水中部分色度、部分有机物，并且提高废水的生化处理性能，增加生物处理对有机物的去除效果。根据电化学腐蚀原理,铁刨花在缺氧条件下易发生析氢腐蚀,而在废水中溶解氧

8、充足的情况下则易发生吸氧腐蚀。铁刨花在废水中发生电化学腐蚀的阳极反应为:阳极(Fe)：Fe－2e→Fe2+，E0（Fe2+/Fe）=-0.44V当发生析氢腐蚀时,原电池的阴极反应为:阴极(C)：2H+＋2e→H2，E0（H+/H2）=0.00V，故电池反应的电动势为0.44V。当发生吸氧腐蚀时原电池的阴极反应为:当有氧时：O2+4H++4e→2H2O,E=1.23VO2+2H2O+4e→4OH-,E0(O2/OH-)=0.40V,故电池反应的电动势为0.84V。显然铁刨花在曝气状态下更易发生吸氧