什么是高级氧化技术?
Gaze等人将水处理过程中以羟基自由基为主要氧化剂的氧化过程称为AOPs过程,用于水处理时称为AOP法。典型的均相AOPs工艺有O3/UV、O3/H2O2、UV/H2O2、H2O2/Fe2+(芬顿试剂)等。高pH下的臭氧处理也可以看作是AOPs过程,有些光催化氧化也是AOP过程。
高级氧化法最显著的特点是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物反应,反应中生成的有机自由基可继续参与HO的链式反应,或生成有机过氧化物自由基后,进一步进行氧化分解反应,直至降解为最终产物CO2和H2O,从而达到氧化分解有机物的目的。与其他传统水处理方法相比,高级氧化法具有以下特点:产生大量非常活跃的羟基自由基,氧化能力(2.80v)仅次于氟(2.87)。作为反应的中间产物,可以诱发后期的链式反应,羟基自由基与不同有机物的反应速率常数差异很大。当水中污染物很多时,一种物质不会降解,另一种物质基本不变;Ho不能选择性地与废水中的污染物直接反应将其降解为二氧化碳、水和无害物质,不会产生二次污染;普通化学氧化法由于氧化能力和选择性反应差,不能直接达到完全去除有机物和降低TOC、COD的目的,而高级氧化法基本不存在这个问题。氧化过程中的中间产物可以继续与羟基自由基反应,直至完全氧化成二氧化碳和水,从而达到完全去除TOC和COD的目的。由于是物理化学过程,容易控制,满足处理需要,甚至降低10-9级污染物;与普通化学氧化法相比,高级氧化法反应速度快,一般反应速率常数大于109mol-1Ls-1,能在短时间内满足处理要求。既可以作为单独处理,也可以与其他处理工艺相配合,如生化处理的预处理,可以降低处理成本。
前人的研究成果已经证实了高级氧化法在废水处理中的实用性,并在水处理领域展示了广阔的处理前景。事实上,在国外,尤其是欧洲,高级氧化已经广泛应用于一些对经济成本不敏感的工业过程中。近年来,我国也采用UV/H2O2工艺处理造纸废水,取得了显著进展。O3/UV系统处理废气的研究已经开始。近年来,高级氧化工艺的应用领域已经扩展到水中难降解的持久性污染物。此外,高级氧化工艺所需的新型反应器、撞击流反应器和高级氧化耦合的研究也在进行,以进一步强化废水的降解,提高其处理效果。高级氧化工艺也已应用于城市污水消毒、医院污水处理和野外污水处理。随着高级氧化研究的深入,有望在不久的将来广泛应用于更多领域,新的理论和技术也将产生。高级氧化技术在农药废水处理中的应用更新时间:1-7 14:41作者:张英敏、李开明、周卫健、王伟、张照云、严嘉摘要:综述了农药废水处理的高级氧化技术,包括光催化、Fenton法和臭氧(O3)氧化。结合农药废水处理方法的进展,介绍了各种高级氧化方法在应用中取得的成就和存在的问题,并对高级氧化方法在农药废水处理中的应用进行了展望。关键词:高级氧化;农药;在现代农业生产的废水处理中,农药在提高作物产量和减少病虫害方面起着非常重要的作用。中国是农药生产大国。自2001以来,农药年产量增长不低于5%。2007年,全国农药产量达到654.38+0.73万t,世界排名654.38+0。全国每年排放数亿吨农药生产废水,处理率不到10%。由于农药废水中有机物浓度高,污染物复杂、难生物降解且有毒,对环境造成极大危害[1]。目前,农药废水的主要处理方法是物理方法(吸附、汽提、重力分离等。)、生化法(好氧生物处理、厌氧生物处理)和化学法(焚烧、高级氧化等。) [2].物理方法并没有完全去除污染物,只是改变了污染物的存在形式和方式;生化方法在中国的应用很早就开始了。20世纪80年代,有学者利用微生物降解有机磷农药[3],但生化法仍存在处理时间长、效率低的问题,限制了其进一步发展。化学法中的高级氧化法可产生强氧化性的羟基自由基(OH),最终将有机污染物氧化成二氧化碳、水和矿物盐,具有处理时间短、无选择性等优点[4],近年来发展迅速。常用的高级氧化技术包括光催化、芬顿法、臭氧(O3)氧化、催化湿式氧化(CWAO)等。这些技术可以单独或组合使用,也可以作为农药废水的预处理工艺。简要介绍了目前广泛应用的农药废水高级氧化处理技术。1光催化氧化法在光辐射作用下的化学氧化反应可称为光催化氧化。光化学反应需要使用各种人工光源或自然光。催化剂是光催化反应中非常重要的物质,而且大部分催化剂都是半导体材料。常见的光催化剂有TiO2、ZnO、SnO2和Fe2O3 [5]。光催化降解农药废水已有相关研究。JARNUZI[6]等人以悬浮态TiO2为催化剂,采用光催化氧化法处理农药五氯酚(PCP),并推导出光催化降解PCP的步骤。格非等[7]采用TiO2 _ 2膜浅池反应器处理甲胺磷农药废水。结果表明,甲胺磷农药废水经生化处理后COD去除率达到85.64%,达到国家污水综合排放标准中的一级标准,而有机磷去除率达到65,438+000%,显示了光催化氧化反应良好的处理能力。光催化降解农药废水虽然具有降解时间短、效率高的优点,但也存在光源利用率低的缺点。光催化氧化技术与其他高级氧化技术相结合,可以提高处理效率,强化氧化能力,近年来引起了研究者的关注。荆国华等[8]采用UV/Fenton技术处理三唑磷农药废水。结果表明,当Fe2+∶H2O2为1∶20时,光解效果较好,反应速率常数为0.03min-1,COD去除率可达90%。彭·[9]等人采用UV/TiO _ 2/Fenton法降解敌百虫农药废水。当敌百虫农药浓度为0.1 mmol/L,TiO _ 2的质量浓度为2g/L,Fe3+的用量为0.10 mmol/L,H2O2的用量为2mmol/L,光照时间为2h时,敌百虫农药被降解。在芬顿氧化的酸性环境中,芬顿试剂可产生氧化电位高达2.8V的高活性OH,可与有机化合物发生亲电加成、脱氢、取代和电子转移反应,从而降解有机污染物。杨新平[10]等人采用Fenton试剂处理COD为1.29×104mg/L的有机氯农药废水,COD和色度去除率分别为47.8%和84.4%。朱[11]等人采用Fenton法处理农药废水。实验中H2O2的投加量为50 mol/L,Fe2+∶H2O2的比例为1∶10。处理2h后,COD去除率可达68.07%,色度去除率可达90.65438。芬顿反应也有缺点【12】。首先,它只在酸性条件下进行(pH