2014年環(huán)保工程師工業(yè)廢水處理知識點4

　　2.3 高級氧化法

　　高濃度的有機廢水對我國寶貴的水資源造了巨大破壞，然而現(xiàn)有的生物處理方法對可生化性差、相對分子質(zhì)量從幾千到幾萬的物質(zhì)處理較困難，而高級氧化法(Advanced Oxidation Process，簡稱AOPs)可將其直接礦化或通過氧化提高污染物的可生化性，同時還在環(huán)境類激素等微量有害化學物質(zhì)的處理方面具有很大的優(yōu)勢，能夠使絕大部分有機物完全礦化或分解，具有很好的應(yīng)用前景。

　　常見的高級氧化技術(shù)主要包括空氣濕式氧化法、催化濕式氧化法、臨界水氧化法、光化學氧化法等。

　　2.3.1 濕式空氣氧化法

　　濕式空氣氧化法是以空氣為氧化劑，將水中的溶解性物質(zhì)(包括無機物和有機物)通過氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無害的新物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)化為容易從水中分離排除的形態(tài)(氣體或固體)，從而達到處理的目的。通常情況下氧氣在水中的溶解度非常低1 atm、20℃時氧氣在水中溶解度約9 mg/L左右)，因而在常溫常壓下，這種氧化反應(yīng)速度很慢，尤其是高濃度的污染物，利用空氣中的氧氣進行的氧化反應(yīng)就更慢，需要借助各種輔助手段促進反應(yīng)的進行(通常需要借助高溫、高壓和催化劑的作用)。一般來說，在200～300 oC、100―200atm條件下，氧氣在水中的溶解度會增大，幾乎所有污染物都能被氧化成二氧化碳和水。濕式空氣氧化法的關(guān)鍵在于產(chǎn)生足夠的自由基供給氧化反應(yīng)。雖然該法可以降解幾乎所有的有機物，但由于反應(yīng)條件苛刻，對設(shè)備的要求很高(要耐高溫高壓)，燃料消耗大，因而不適合大水量廢水的處理。

　　2.3.2 催化濕式氧化法

　　催化濕式氧化法(Catalytic Wet OxidationProcess，CWOP)是一種工業(yè)廢水的高級處理方法(屬于物理化學方法)。它是依據(jù)廢水中的有機物在高溫高壓下進行催化燃燒的原理來凈化處理高濃度有機廢水的，其最顯著的特點是以羥基自由基為主要氧化劑與有機物發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)中生成的有機自由基可以繼續(xù)參加•OH的鏈式反應(yīng)，或者通過生成有機過氧化物自由基后進一步發(fā)生氧化分解反應(yīng)直至降解為最終產(chǎn)物CO 和H 0，從而達到氧化分解有機物的目的。

　　2.3.3 超臨界水氧化法

　　超臨界水氧化技術(shù)得益于水的超臨界性能。在374.3 c【=和22 MPa狀態(tài)下，水的物理性能尤其是溶解性能與常溫下截然不同，這種狀態(tài)被成為超臨界狀態(tài)。在超臨界狀態(tài)下，水如同高密度的氣體一樣對有機物有很高的溶解能力，與輕的有機氣體以及CO 等能完全互溶，但無機化合物尤其是鹽類難溶于其中。另外，超臨界水具有較高的擴散系數(shù)和較低的粘度。上述這些超臨界性能加上較高的溫度和壓力使水成為有機質(zhì)氧化反應(yīng)的理想介質(zhì)，使氧化還原反應(yīng)完全能在均相中進行，不存在界面?zhèn)髻|(zhì)阻力，而界面?zhèn)髻|(zhì)阻力往往是濕式氧化法的控制步驟。

　　超I臨界氧化技術(shù)與其他處理技術(shù)相比，具有明顯的優(yōu)點：

　　(1)效率高，處理徹底，有毒物質(zhì)的清除率高達99.99% 以上;

　　(2)反應(yīng)速度快，停留時間短(<1min)，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，體積小;

　　(3)適應(yīng)范圍廣，適用于各種有毒廢水廢物的處理;

　　(4)無二次污染，不需進一步處理，且無機鹽可從水中分離出來，處理后的廢水可完全回收利用;

　　(5)當有機物含量超過10%時，不需額外供熱，實現(xiàn)熱量自給。但超I臨界水氧化的高溫高壓操作條件無疑對設(shè)備材料提出了嚴格的要求，實際進行工程設(shè)計時須注意一些工程方面的因素，如腐蝕、鹽的沉淀、催化劑的使用和熱量傳遞等，技術(shù)的應(yīng)用上還存在一些有待解決的問題。但由于其本身具有突出優(yōu)勢，因而如今在有害廢水處理方面已越來越受到重視，是一項有著廣闊發(fā)展前景的技術(shù)。

　　2.3.4 光化學氧化法

　　光化學反應(yīng)是在光的作用下進行化學反應(yīng)，采用臭氧或過氧化氫作為氧化劑，在紫外線的照射下使污染物氧化分解，從而實現(xiàn)污水的處理。

　　光化學氧化系統(tǒng)主要有UV/H 0 系統(tǒng)、UV/O，系統(tǒng)和UV/O3/H202系統(tǒng) J。以uv/H2 O2系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)主要用于濃度在10―6級的低濃度廢水的處理，而不適用于高強度污染廢水的處理。能將污染物徹底無害化，對有機物的去除能力比單獨用過氧化氫或紫外線更強，是一種更經(jīng)濟的選擇，能夠在短期內(nèi)裝配在不同的地點。但它不適合處理土壤，因為紫外線不能穿透土壤粒子。光容易被沉淀堵塞，降uV的穿透率，因而使用中需控制污水的pH值，防止氧化過程的金屬鹽沉淀堵塞光的穿透。

　　用該方法去除飲用水中三鹵甲烷的試驗研究表明，在去除三氯甲烷的同時可減少飲用水中的.總有機碳含量，使水質(zhì)進一步提高。利用uv/H 0 系統(tǒng)處理受四鹵甲烷污染的地下水試驗表明，其去除率可達97.3% 一99% ，而費用與活性炭處理相當。在UV/H 0 系統(tǒng)中，每一分子H 0 可產(chǎn)生兩分子羥基，不僅能有效去除水中的有機污染物，而且不會造成二次污染，也不需作后續(xù)處理。

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