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高級氧化工藝技術(shù)

發(fā)布時間:2022-04-09 點擊數(shù):24


1. 高級氧化技術(shù)的定義:利用強氧化性的自由基來降解有機污染物的技術(shù),泛指反應(yīng)過程有大量羥基自由基參與的化學氧化技術(shù)。·OH反應(yīng)是高級氧化反應(yīng)的根本特點

2. 高級氧化方法及其作用機理是通過不同途徑產(chǎn)生·OH自由基的過程。·OH自由基一旦形成,會誘發(fā)一系列的自由基鏈反應(yīng),攻擊水體中的各種有機污染物,直至降解為二氧化碳、水和其它礦物鹽。可以說高級氧化技術(shù)是以產(chǎn)生·OH自由基為標志。

3. 高級氧化技術(shù)有什么特點?

①反應(yīng)過程中產(chǎn)生大量氫氧自由基·OH;
②反應(yīng)速度快;
③適用范圍廣,·OH幾乎可將所有有機物氧化直至礦化,不會產(chǎn)生二次污染;
④可誘發(fā)鏈反應(yīng);
⑤可作為生物處理過程的預(yù)處理手段,使難以通過生物降解的有機物可生化性提高,從而有利于生物法的進一步降解;

⑥操作簡單,易于控制和管理。

4. ·OH自由基的優(yōu)點

①選擇性小,反應(yīng)速度快;
②氧化能力強;
③處理效率高;

④氧化徹底。

5.高級氧化技術(shù)分為哪幾類?

目前主要有:臭氧氧化及芬頓氧化

6.芬頓:

亞鐵離子(Fe2+)和過氧化氫(H2O2)的組合。

芬頓反應(yīng): 是以亞鐵離子作為催化劑來催化過氧化氫(H2O2),使其產(chǎn)生羥基自由基(·OH),進行有機物的氧化,羥基自由基具有強的氧化能力,可與大部分的芳香族有機物進行反應(yīng),同時亞鐵離子氧化成鐵離子(Fe3+),(鐵離子有混凝作用也可去除部分有機物)鐵離子又會與雙氧水反應(yīng),并還原成亞鐵離子(Fe2+).

反應(yīng)機理:H2O2與Fe2+反應(yīng)分解生成羥基自由基(·OH)和氫氧根離子(OH-),并引發(fā)連鎖反應(yīng)從而產(chǎn)生更多的其它自由基,然后利用這些自由基進攻有機質(zhì)分子,從而破壞有機質(zhì)分子并使其礦化直至轉(zhuǎn)化為CO2、H2O等無機質(zhì)(Fenton試劑在廢水處理中主要用于去除COD、色度和泡沫等)。

7. 影響芬頓氧化能力的因素:

①催化劑種類及投加方式,F(xiàn)e2+(Fe3+、鐵粉、鐵屑)、 Fe2+/TiO2/Cu2+/Mn2+/Ag+、活性炭等均有一定的催化能力,F(xiàn)eS04·7H20最常用。

②過氧化氫濃度及投加方式,均勻分批投加。

③反應(yīng)溫度(芬頓試劑的反應(yīng)速率隨溫度上升而增加,但是溫度高于40℃~50℃之后,會加速分解為O2和H2O,因此多控制在20℃~40℃中發(fā)生)。

④溶液的pH值, pH 2-4為Fenton反應(yīng)的最佳范圍。

⑤反應(yīng)時間。

8.臭氧氧化的定義:臭氧具有極強的氧化性能,臭氧分子中的氧原子具有強烈的親電子或親質(zhì)子性,臭氧分解會產(chǎn)生的新生態(tài)氧原子和在水中形成具有強氧化作用的羥基自由基·OH來氧化分解水中的污染物。

9.臭氧與有機物的反應(yīng)途徑(或機理)

◆直接反應(yīng):污染物+ O3→產(chǎn)物或中間物(有選擇性,速度慢);

◆間接反應(yīng):污染物+ HO·→產(chǎn)物或中間物(無選擇性,HO·(E0=2.8V)電位高,反應(yīng)能力強,速度快,可引發(fā)鏈反應(yīng),使許多有機物徹底降解)

10.臭氧氧化性能的影響因素:臭氧化混合氣進氣量、攪拌速度、溶液pH、有機物濃度、溶液溫度、催化劑、投加方式

11.  臭氧在水處理中的應(yīng)用——飲用水處理/廢水處理/去除染料和印染廢水的色度和難降解有機物/處理含金屬離子廢水/循環(huán)冷卻水的處理。

在飲用水處理中,臭氧主要用于三個方面:1)臭氧預(yù)處理,在常規(guī)凈水工藝前增設(shè)臭氧工藝;2)臭氧-生物活性炭處理,O3與顆?;钚蕴拷Y(jié)合,在常規(guī)凈水工藝后,對水作深度處理,以除去各種有機物和色、嗅、味等;3)臭氧消毒,用以代替氯對水進行消毒