高级氧化技术在废水处理中的应用
摘要:介绍了高级氧化技术的原理,Fenton及类Fenton氧化法、光化学和光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、电化学法等几种常用的高级氧化技术在废水处理中的应用进展。分析并指出了各种高级氧化技术研究的热点及今后的主要发展方向。
关键词:高级氧化技术;废水处理;·OH
随着工业的高速发展,进入水体的有机物的数 量和种类都急剧增加,造成了水资源的严重污染,对 于那些含有高毒性且难降解有机物的废水,传统的 生物处理己不能满足处理要求,不得不考虑其它的 处理方法。
高级氧化技术(Advanced oxidation processes, AOPs)是2O世纪80年代发展起来的一种用于处 理难降解有机污染物的新技术。它的特点是:(1) 能产生大量非常活泼的羟基自由基·OH,其氧化能 力(2.80 v)仅次于氟(2.87 V),·OH作为反应的 中间产物,可诱发后面的链反应;(2)·OH能无选 择地直接与废水中的污染物反应,将其降解为二氧 化碳、水和无害盐,不会产生二次污染;(3)由于高 级氧化反应是一种物理一化学处理过程,很容易加 以控制;(4)既可作为单独处理,又可与其他处理过 程相匹配,如可作为生化处理的预处理或深度处理, 降低处理成本。 根据所使用的氧化剂及催化条件的不同,高级 氧化技术通常分为以下几类:(1)Fenton及类 Fenton氧化法;(2)光化学和光催化氧化法;(3)臭 氧类氧化法;(4)超声氧化法;(5)电化学法等。
1高级氧化技术
1.1 Fenton及类Fenton氧化法
Fenton试剂是在1894年由Fenton首次开发并 应用于酒石酸的氧化中,典型的Fenton试剂是由Fe 催化H 0 分解产生·OH,从而引发有机物的氧 化降解反应。陈文松等研究了低剂量Fenton.混凝 法对印染废水的处理效果,结果发现该法特别适合于 处理成分复杂(同时含有亲水性染料和疏水性染料) 的染料废水,同时具有成本低、操作方便的优点。
由于Fenton法处理废水所需时间长,使用的试剂 量多,而且过量的Fe斗将增大处理后废水中的COD 并产生二次污染。近年来,人们将紫外光、可见光等引 入Fenton体系,并研究采用其它过渡金属替代Fe , 这些方法可显著增强Fenton试剂对有机物的氧化降 解能力,并可减少Fenton试剂的用量,降低处理成本, 被统称为类Fenton反应。Kang等回利用Fenton试剂 对染料废水的色度和COD的去除进行了研究,可见 光照射160min后TOC去除率达100%,与Fe 对 H20 的催化作用存在协同效应。另有研究表明[3-4],在 紫外光和可见光照射下,Fenton反应速率大大加快, Fenton试剂得到了充分利用,废水的处理效果也得到 了很大提高。Verma等圈的研究则表明在一定条件下, Co与Cu的催化效果比Fe 更好。
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