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高级氧化工艺技术

发布时间:2022-04-09 点击数:28


1. 高级氧化技术的定义:利用强氧化性的自由基来降解有机污染物的技术,泛指反应过程有大量羟基自由基参与的化学氧化技术。·OH反应是高级氧化反应的根本特点

2. 高级氧化方法及其作用机理是通过不同途径产生·OH自由基的过程。·OH自由基一旦形成,会诱发一系列的自由基链反应,攻击水体中的各种有机污染物,直至降解为二氧化碳、水和其它矿物盐。可以说高级氧化技术是以产生·OH自由基为标志。

3. 高级氧化技术有什么特点?

①反应过程中产生大量氢氧自由基·OH;
②反应速度快;
③适用范围广,·OH几乎可将所有有机物氧化直至矿化,不会产生二次污染;
④可诱发链反应;
⑤可作为生物处理过程的预处理手段,使难以通过生物降解的有机物可生化性提高,从而有利于生物法的进一步降解;

⑥操作简单,易于控制和管理。

4. ·OH自由基的优点

①选择性小,反应速度快;
②氧化能力强;
③处理效率高;

④氧化彻底。

5.高级氧化技术分为哪几类?

目前主要有:臭氧氧化及芬顿氧化

6.芬顿:

亚铁离子(Fe2+)和过氧化氢(H2O2)的组合。

芬顿反应: 是以亚铁离子作为催化剂来催化过氧化氢(H2O2),使其产生羟基自由基(·OH),进行有机物的氧化,羟基自由基具有強的氧化能力,可与大部分的芳香族有机物进行反应,同时亚铁离子氧化成铁离子(Fe3+),(铁离子有混凝作用也可去除部分有机物)铁离子又会与双氧水反应,并还原成亚铁离子(Fe2+).

反应机理:H2O2与Fe2+反应分解生成羟基自由基(·OH)和氢氧根离子(OH-),并引发连锁反应从而产生更多的其它自由基,然后利用这些自由基进攻有机质分子,从而破坏有机质分子并使其矿化直至转化为CO2、H2O等无机质(Fenton试剂在废水处理中主要用于去除COD、色度和泡沫等)。

7. 影响芬顿氧化能力的因素:

①催化剂种类及投加方式,Fe2+(Fe3+、铁粉、铁屑)、 Fe2+/TiO2/Cu2+/Mn2+/Ag+、活性炭等均有一定的催化能力,FeS04·7H20最常用。

②过氧化氢浓度及投加方式,均匀分批投加。

③反应温度(芬顿试剂的反应速率随温度上升而增加,但是温度高于40℃~50℃之后,会加速分解为O2和H2O,因此多控制在20℃~40℃中发生)。

④溶液的pH值, pH 2-4为Fenton反应的最佳范围。

⑤反应时间。

8.臭氧氧化的定义:臭氧具有极强的氧化性能,臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性,臭氧分解会产生的新生态氧原子和在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基·OH来氧化分解水中的污染物。

9.臭氧与有机物的反应途径(或机理)

◆直接反应:污染物+ O3→产物或中间物(有选择性,速度慢);

◆间接反应:污染物+ HO·→产物或中间物(无选择性,HO·(E0=2.8V)电位高,反应能力强,速度快,可引发链反应,使许多有机物彻底降解)

10.臭氧氧化性能的影响因素:臭氧化混合气进气量、搅拌速度、溶液pH、有机物浓度、溶液温度、催化剂、投加方式

11.  臭氧在水处理中的应用——饮用水处理/废水处理/去除染料和印染废水的色度和难降解有机物/处理含金属离子废水/循环冷却水的处理。

在饮用水处理中,臭氧主要用于三个方面:1)臭氧预处理,在常规净水工艺前增设臭氧工艺;2)臭氧-生物活性炭处理,O3与颗粒活性炭结合,在常规净水工艺后,对水作深度处理,以除去各种有机物和色、嗅、味等;3)臭氧消毒,用以代替氯对水进行消毒

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