废(污)水处理中的氧化技术总结.ppt

废（污）水处理过程中的氧化技术 一.概述 废水中的溶解性有害物质，如果能利用它的氧化、还原特性，是指转化为无害物质，或转化成容易从水中分离的形态（气体或固体），进而从水中去除。 药剂氧化还原过程 高级氧化过程 电化学氧化还原过程 二 药剂氧化还原过程 （1） 氯系氧化剂的氧化过程 （2） 臭氧氧化过程 （3） 过氧化氢氧化过程 （4） 湿式氧化过程 （5） 超临界水氧化过程 （6） 药剂还原过程 （1）氯系氧化剂的氧化 氯系氧化剂主要包括液氯、次氯酸钠、二氧化氯、漂白粉等。在这些氯系氧化剂的氧化过程的主要作用是HClO和OCl- 其在废水处理中的应用有： （1）消毒 氯被广发应于水的消毒，但是近年来的研究发现氯消毒过程中有可能产生致癌性的三氯甲烷等有害物质，而当地表水含有酚类物质时，生成氯化酚，导致产生异味。因此国内外都在探索采用二氧化氯替代氯。 （2）碱性氯化过程处理含氰废水 （3）氯化过程处理印染废水 （4）折点加氯去除水中氨氮类污染物 （2）臭氧氧化 臭氧的氧化能力很强，是已知最强的氧化剂之一，再水处理中主要应用臭氧这一特性。同时，臭氧反应后的生成物是氧气，没有二次污染。 其在废水处理中的应用有： （1）氧化无机物 （2）氧化有机物 （3）消毒 （3）过氧化氢氧化过程 过氧化氢是弱酸，但它的稀水溶液却是中性。H2O2不论在酸性溶液还是碱性溶液中都是强氧化剂，只有遇到如高锰酸根等更强的氧化剂时，才起还原作用。 H2O2的氧化还原点为与pH有关，当pH=0是E=1.80V；而当pH=14，E=0.87，在酸性溶液中氧化反应往往是极慢的；而在碱性溶液中氧化反应是快速的。 H2O2一般常作氧化剂，可用于多种有机或无机污染物的处理，同时不会给反应溶液带来杂质离子。 H2O2用于处理含硫化合物（特别是硫化物），酚类和氰化物的工业废水。 三 高级氧化过程 （一）基本原理 1987年Glaze等提出了一种高级氧化过程（Advanced Oxidation Process,AOP）的概念，将其定义为水处理过程中以羟基自由基为主要氧化剂的氧化过程。清华大学钱易等提出的定义为利用复合氧化剂，或在光催化的条件下，或通过非均相催化途径不断产生氧化能力很强的HO·。 概括地说，能够产生羟基自由基，并利用其氧化分解污染物的工艺都可以纳入高级氧化工艺范畴。 典型的均相AOP过程有UV/O3, O3/H2O2, UV/H2O2, H2O2/Fe2+(Fenton)等，在高pH值情况下，单独臭氧的氧化也可以认为是一种AOP过程。另外，某些光催化氧化过程也可以被认为是AOP过程。 （二）高级氧化过程特点 1.氧化能力强 2.选择性小，反应速度快 3.氧化彻底，处理效率高 4.能有效减小THMs（三卤代甲烷类）的生成 （三）高级氧化过程分类 Fenton氧化过程 Fenton试剂是亚铁离子而过氧化氢的组合。 其原理如下： Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + ·OH + OH- Fe3+ + H2O2 → Fe2+ + OH- Fe2+ 在反应中起激发和传递的作用，使链反应能持续进行，不断生成·OH 和HO2 ·，直到 H2O2耗尽。上述反应生成的·OH 和HO2 ·可将有机物氧化。 RCH2OH + ·OH ≒RCHOH· + H2O（可逆） RCHOH · + H2O2 ≒ RCHO + ·OH + H2O 2RCHOH · ≒ RCHO + RCH2OH （2）UV/O3氧化过程（光化学氧化法） UV/O3氧化中UV的照射提供了一种高能量输入,使得O3在水中能够产生更多氧化性更强的羟基自由基。Okabe提出的反应机理为： O3 + hv → O2 + O· O· + H2O → 2HO· Taube和Glaze则认为,UV/O3过程首先产生H2O2， H2O2光化诱发产生HO，反应如下： O3 + H2O + UV → H2O2 + O2 H2O2 + UV →2OH· 最常用的催化剂是TO，氧化剂有臭氧、氯、次氯酸盐、过氧化氢和空气等，光源多用紫外灯 (3) 湿式氧化过程 湿式氧化过