论文部分内容阅读
摘要：随着人们生活水平的提高,饮用水水质的需求增加。饮用水数量的这也表明人们越来越高的要求。面对人们对改善饮用水质量要求和水质的变化,使得传统的水处理工艺已显得力不从心。我们是否需要使用高级氧化水处理技术。
关键词：高级氧化技术；水处理；应用
中图分类号：TK223.5 文献标识码：A 文章编号：
引言：各种有机工业废水的排放和对环境的污染是逐年增加的。传统的物理、化学和生物方法难以满足要求的净化处理技术和经济,这种废水处理技术正成为研究的热点。与研究的不断深入,高级氧化技术应运而生并取得了重大进展。先进的化学氧化技术,是典型的传统水处理技术的化学氧化法的基础上,改革已经形成一个新的技术方法,这种技术是有效的、彻底的、广泛适用的范围、无二次污染等,已经引起了人们的关注。
一、高级氧化技术难降解有机物不被或很难被微生物分解。这类污染物包括多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、有机氰化物、有机磷农药、表面活性剂、有机染料等有毒难降解有机污染物。其共同特点是毒性大、成份复杂、化学耗氧量高。高级氧化技术的出现最早可追溯到十九世纪，1894年Fenton揭开了高级氧化技术发展的序幕。高级氧化技术主要是通过氧化剂在催化或非催化条件下对难降解有机物进行降解的一類技术。其运用氧化剂、电、光照、催化剂，在反应中产生活性极强的自由基，使难降解有机污染物开环、断键、加成、取代、电子转移等，使大分子难降解有机物转变成易降解小分子物质，甚至直接生成CO2和H2O。石建军等用Fenton试剂处理石油添加剂MTBE得到了较好的效果，高永光等对自制的V—O型高级氧催化剂处理污水的氧化技术进行了研究 [3]。李绍峰等利用UV/H2O2技术去除水中有机污染物获得了较好的效果。高级氧化技术包括湿式氧化法、超临界水氧化法及光催化氧化法等。其中湿式氧化法（WAO）是20世纪50年代发展起来的一种处理高浓有毒、有害、生物难降解废水的有效手段，该方法在日本和欧美等国家已有工业化的应用，而在国内这方面的研究近年来才得到重视。超临界水氧化法（SWAO）是20世纪80年代发展起来的一种新型氧化技术，它是利用水在临界状态下的良好性能，氧化有机污染物使其降解为二氧化碳、水等无机小分子化合物，该法的优点是反应效率高、无二次污染，适用范围广。超声波处理方法同样不会带来二次污染，但成本较高，仍处于试验阶段。光催化氧化法是在催化剂和紫外光或可见光作用下，有机污染物或催化剂由于光辐射的作用而发生相关有机污染物氧化或矿化降解反应的过程，因其经济、无二次污染、反应条件温和氧化能力强等优点而发展迅速。目前研究较多的包括TiO2和Fenton（Fe2+（Fe3+）/H2O2）光催化方法和技术，其他的方法还有电化学氧化技术、微波处理技术和常规化学氧化技术以及各种高级氧化技术特别是声、光、磁、电等物理能场技术的组合使用，也成为水处理高级氧化技术研究的重要方面。
二、高级氧化技术的水处理技术 超声波降解的光催化氧化的光化学催化氧化是一流的高级氧化技术在水处理处理效率高氧化废水处理技术,也被称为光催化降解。一般来说可以分为两种类型,是异构的。均匀的光催化降解主要由Fe2+和Fe3 +和双氧水为介质,通过光来帮助-赫芬顿(图- Fenton)对污染物降解反应,反应可以直接使用可见光;多相光催化降解是添加一定量的光敏半导体材料在系统的污染, 结合一定的能量辐射的同时,使光敏半导体辐照下的光激发产生的电子空穴对,吸附在半导体和电子产品,如溶氧、水分子的空化效应,产生强氧化性自由基,如•哦又和羟基和污染物之间,替换所有或几乎所有的、电子转移等。使污染物矿化,产生二氧化碳、水和其他离子,如没有- 3、PO43 -、SO42 -、Cl -等等。与现代工业的不断发展,含有大量的有毒有害废水、生物、难以降解污染物排入环境,造成严重的环境污染,和传统的水处理方法,如物理法和化学法,生物处理方法不能满足加工要求,因此,此类污染物的高级氧化技术处理方法高度重视环境工程无论是在国内还是在国外,因此发展高效和新加工技术已成为领域的热点之一,也是水处理的困难之一。对于高级氧化技术在水处理、1、超声波降解。使用超声波降解直接或加强降解污染物的废水,是近年来发展起来的一种新型的水处理技术。超声波具有高于平均声频率,更好的梁,更高的能量。其降解速度,广泛的适用范围,轻度退化条件,可以单独或结合其他水处理技术,具有很大发展潜力和广阔的应用前景。超声波降解已应用于工业清洗除锈,去除灰尘、金属离子,从植物中萃取、固液悬浮分离和再生的活性炭等。在水处理领域,除了乳化油废水和凝固,近年来,研究集中于难熔化合物在水里。超声辐照可以是简单,有效,去除水中的耐火材料的化学物质。有综合影响微生物在水。2、电化学氧化。电化学方法被称为“环境友好”技术,以其许多优点有优势所不能比拟的其他方法,废水处理过程中,试剂主要是电子,不需要添加抗氧化,产生很少或没有二次污染,并能创造条件为废水重用;能源效率高,反应条件温和,一般可以通过在常温常压,两气浮选、絮凝、杀菌效果,可以选择特殊的电极通过去除水中的悬浮物和去除细菌的效果,可使处理过的水节省时间持久;反应装置简单、灵活的过程,强大的可控制性、易自动化,成本不高。3、光催化氧化。光化学催化氧化是一流的高级氧化技术在水处理处理效率高氧化废水处理技术,也被称为光催化降解。一般可以分为两种类型。均匀的光催化降解主要由铁+和Fe3 +和双氧水为介质,通过光来帮助-赫芬顿(图- Fenton)对污染物降解反应,反应可以直接使用可见光;多相光催化降解是添加一定量的光敏半导体材料在系统的污染,加上一定的能量辐射的同时,使光敏半导体辐照下的光激发产生的电子空穴对,吸附在半导体和电子产品,如溶氧、水分子的空化效应,产生强氧化性自由基,如•哦又和羟基和污染物之间,替换所有或几乎所有的、电子转移等。使污染物矿化,产生二氧化碳、水和其他离子,如没有- 3、PO43 -、SO42 -、Cl -等等。
三、高级氧化处理技术工程应用 随水质排放标准的提高，各企业的环保意识也越来越强而自主参与环保建设中，更多高质、高效的废水处理设施也应用到工程中。其废水处理工程工艺流程如下： 车间造纸废水→预处理（纸浆回用）→物化沉淀→IC厌氧反应器→好氧生物处理→生化沉淀→芬顿高级氧化处理→达标排放。 高级氧化处理系统分为中和反应区、氧化反应区、混凝沉淀区三个部分组成。中和反应区调节pH值至3.0，氧化反应区投加Fe2+和H2O2发生氧化反应，混凝沉淀区回调pH值至6.0～8.0并生成沉淀去除废水中的有机物。高级氧化处理系统采用了公司特有的动力流体布水系统、空气混合搅拌等设备，加强试剂与废水的混合程度，增快试剂的反应速率，以达到减少停留时间节约占地面积、减少药剂使用量节省药剂费用的目的。
结束语：
高级氧化技术降解污染物具有高效性、普适性和讲解彻底等优点，已成为研究热点。但其高昂的运行费用、氧化剂消耗量大等缺点限制了其在实际应用的普及。今后的研究方向主要集中于：（1）高级氧化过程与传统工艺最优化结合，高效去除污染物的同时，也降低运行费用；（2）深究高级氧化技术的反应机理，确定反应的最优条件；（3）研制廉价易于操作管理的反应器。
参考文献：
[1]周健,李宝霞,龙腾锐,等. 微波强化Fenton氧化法处理垃圾渗滤液试验研究[J].中国给水排水,2009,25(17):97-99.
[2] 颜高锋,杨哲,陈力行,等. 吸附催化臭氧氧化去除造纸废水中特征污染物的研究[J].水处理技术,2010,36(4):89-92,96.
[3] 任百祥. 超声 -Fenton 高级氧化降解染料工业废水的研究[J].环境工程学报,2010(4):809-812.
关键词：高级氧化技术；水处理；应用
中图分类号：TK223.5 文献标识码：A 文章编号：
引言：各种有机工业废水的排放和对环境的污染是逐年增加的。传统的物理、化学和生物方法难以满足要求的净化处理技术和经济,这种废水处理技术正成为研究的热点。与研究的不断深入,高级氧化技术应运而生并取得了重大进展。先进的化学氧化技术,是典型的传统水处理技术的化学氧化法的基础上,改革已经形成一个新的技术方法,这种技术是有效的、彻底的、广泛适用的范围、无二次污染等,已经引起了人们的关注。
一、高级氧化技术难降解有机物不被或很难被微生物分解。这类污染物包括多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、有机氰化物、有机磷农药、表面活性剂、有机染料等有毒难降解有机污染物。其共同特点是毒性大、成份复杂、化学耗氧量高。高级氧化技术的出现最早可追溯到十九世纪，1894年Fenton揭开了高级氧化技术发展的序幕。高级氧化技术主要是通过氧化剂在催化或非催化条件下对难降解有机物进行降解的一類技术。其运用氧化剂、电、光照、催化剂，在反应中产生活性极强的自由基，使难降解有机污染物开环、断键、加成、取代、电子转移等，使大分子难降解有机物转变成易降解小分子物质，甚至直接生成CO2和H2O。石建军等用Fenton试剂处理石油添加剂MTBE得到了较好的效果，高永光等对自制的V—O型高级氧催化剂处理污水的氧化技术进行了研究 [3]。李绍峰等利用UV/H2O2技术去除水中有机污染物获得了较好的效果。高级氧化技术包括湿式氧化法、超临界水氧化法及光催化氧化法等。其中湿式氧化法（WAO）是20世纪50年代发展起来的一种处理高浓有毒、有害、生物难降解废水的有效手段，该方法在日本和欧美等国家已有工业化的应用，而在国内这方面的研究近年来才得到重视。超临界水氧化法（SWAO）是20世纪80年代发展起来的一种新型氧化技术，它是利用水在临界状态下的良好性能，氧化有机污染物使其降解为二氧化碳、水等无机小分子化合物，该法的优点是反应效率高、无二次污染，适用范围广。超声波处理方法同样不会带来二次污染，但成本较高，仍处于试验阶段。光催化氧化法是在催化剂和紫外光或可见光作用下，有机污染物或催化剂由于光辐射的作用而发生相关有机污染物氧化或矿化降解反应的过程，因其经济、无二次污染、反应条件温和氧化能力强等优点而发展迅速。目前研究较多的包括TiO2和Fenton（Fe2+（Fe3+）/H2O2）光催化方法和技术，其他的方法还有电化学氧化技术、微波处理技术和常规化学氧化技术以及各种高级氧化技术特别是声、光、磁、电等物理能场技术的组合使用，也成为水处理高级氧化技术研究的重要方面。
二、高级氧化技术的水处理技术 超声波降解的光催化氧化的光化学催化氧化是一流的高级氧化技术在水处理处理效率高氧化废水处理技术,也被称为光催化降解。一般来说可以分为两种类型,是异构的。均匀的光催化降解主要由Fe2+和Fe3 +和双氧水为介质,通过光来帮助-赫芬顿(图- Fenton)对污染物降解反应,反应可以直接使用可见光;多相光催化降解是添加一定量的光敏半导体材料在系统的污染, 结合一定的能量辐射的同时,使光敏半导体辐照下的光激发产生的电子空穴对,吸附在半导体和电子产品,如溶氧、水分子的空化效应,产生强氧化性自由基,如•哦又和羟基和污染物之间,替换所有或几乎所有的、电子转移等。使污染物矿化,产生二氧化碳、水和其他离子,如没有- 3、PO43 -、SO42 -、Cl -等等。与现代工业的不断发展,含有大量的有毒有害废水、生物、难以降解污染物排入环境,造成严重的环境污染,和传统的水处理方法,如物理法和化学法,生物处理方法不能满足加工要求,因此,此类污染物的高级氧化技术处理方法高度重视环境工程无论是在国内还是在国外,因此发展高效和新加工技术已成为领域的热点之一,也是水处理的困难之一。对于高级氧化技术在水处理、1、超声波降解。使用超声波降解直接或加强降解污染物的废水,是近年来发展起来的一种新型的水处理技术。超声波具有高于平均声频率,更好的梁,更高的能量。其降解速度,广泛的适用范围,轻度退化条件,可以单独或结合其他水处理技术,具有很大发展潜力和广阔的应用前景。超声波降解已应用于工业清洗除锈,去除灰尘、金属离子,从植物中萃取、固液悬浮分离和再生的活性炭等。在水处理领域,除了乳化油废水和凝固,近年来,研究集中于难熔化合物在水里。超声辐照可以是简单,有效,去除水中的耐火材料的化学物质。有综合影响微生物在水。2、电化学氧化。电化学方法被称为“环境友好”技术,以其许多优点有优势所不能比拟的其他方法,废水处理过程中,试剂主要是电子,不需要添加抗氧化,产生很少或没有二次污染,并能创造条件为废水重用;能源效率高,反应条件温和,一般可以通过在常温常压,两气浮选、絮凝、杀菌效果,可以选择特殊的电极通过去除水中的悬浮物和去除细菌的效果,可使处理过的水节省时间持久;反应装置简单、灵活的过程,强大的可控制性、易自动化,成本不高。3、光催化氧化。光化学催化氧化是一流的高级氧化技术在水处理处理效率高氧化废水处理技术,也被称为光催化降解。一般可以分为两种类型。均匀的光催化降解主要由铁+和Fe3 +和双氧水为介质,通过光来帮助-赫芬顿(图- Fenton)对污染物降解反应,反应可以直接使用可见光;多相光催化降解是添加一定量的光敏半导体材料在系统的污染,加上一定的能量辐射的同时,使光敏半导体辐照下的光激发产生的电子空穴对,吸附在半导体和电子产品,如溶氧、水分子的空化效应,产生强氧化性自由基,如•哦又和羟基和污染物之间,替换所有或几乎所有的、电子转移等。使污染物矿化,产生二氧化碳、水和其他离子,如没有- 3、PO43 -、SO42 -、Cl -等等。
三、高级氧化处理技术工程应用 随水质排放标准的提高，各企业的环保意识也越来越强而自主参与环保建设中，更多高质、高效的废水处理设施也应用到工程中。其废水处理工程工艺流程如下： 车间造纸废水→预处理（纸浆回用）→物化沉淀→IC厌氧反应器→好氧生物处理→生化沉淀→芬顿高级氧化处理→达标排放。 高级氧化处理系统分为中和反应区、氧化反应区、混凝沉淀区三个部分组成。中和反应区调节pH值至3.0，氧化反应区投加Fe2+和H2O2发生氧化反应，混凝沉淀区回调pH值至6.0～8.0并生成沉淀去除废水中的有机物。高级氧化处理系统采用了公司特有的动力流体布水系统、空气混合搅拌等设备，加强试剂与废水的混合程度，增快试剂的反应速率，以达到减少停留时间节约占地面积、减少药剂使用量节省药剂费用的目的。
结束语：
高级氧化技术降解污染物具有高效性、普适性和讲解彻底等优点，已成为研究热点。但其高昂的运行费用、氧化剂消耗量大等缺点限制了其在实际应用的普及。今后的研究方向主要集中于：（1）高级氧化过程与传统工艺最优化结合，高效去除污染物的同时，也降低运行费用；（2）深究高级氧化技术的反应机理，确定反应的最优条件；（3）研制廉价易于操作管理的反应器。
参考文献：
[1]周健,李宝霞,龙腾锐,等. 微波强化Fenton氧化法处理垃圾渗滤液试验研究[J].中国给水排水,2009,25(17):97-99.
[2] 颜高锋,杨哲,陈力行,等. 吸附催化臭氧氧化去除造纸废水中特征污染物的研究[J].水处理技术,2010,36(4):89-92,96.
[3] 任百祥. 超声 -Fenton 高级氧化降解染料工业废水的研究[J].环境工程学报,2010(4):809-812.