污水的化学处理 3.4 氧化还原法 3.5电解.ppt

Fenton的反应过程第二阶段过氧化氢、亚铁、有机物与羟基自由基的竞争。大部分有机物对羟基自由基竞争强于亚铁，而亚铁又強于过氧化氢。但三者会受其本身浓度高低改变其竞争強度，因此需控制添加的浓度比例。第三阶段为H2O2-Fe2+和H2O2-Fe3+两系统转换，可调控过氧化剂与亚铁添加比例，使有机物能在两系统中转换被分解。第62页，共106页，星期日，2025年，2月5日影响Fenton试剂氧化能力的因素（1）亚铁离子浓度（2）过氧化氢浓度（3）反应温度（4）溶液的pH值第63页，共106页，星期日，2025年，2月5日芬顿试剂的研究进展(1)均相Fenton反应体系1)UV/Fenton法2)电-Fenton法3)超声-Fenton法4)磁场-Fenton法(2)非均相Fenton反应体系1）铁矿石/H2O2体系2）负载型铁氧化物/H2O2体系①Nafion-Fe/H2O2体系②无机载体-Fe/H2O2体系a.活性炭b.硅石纤维和碳纤维织物c.沸石d.层状粘土矿物e.分子筛3)可见光/H2O2/海藻酸铁体系第64页，共106页，星期日，2025年，2月5日2）催化氧化催化氧化过程主要有常温常压下的催化氧化和高温高压下的湿式催化氧化、光催化氧化等。通过催化途径产生氧化能力极强的OH?羟基自由基。OH?氧化电位为2.80V，仅次于氟的2.87V，故它在降解废水时具有以下特点：①OH?是高级氧化过程的中间产物，作为引发剂诱发后面的链反应发生，对难降解的物质的开环、断键，将难降解的污染物变成低分子或易生物降解的物质特别适用；②OH?几乎无选择地与废水中的任何污染物反应，直接将其氧化为CO2、水或盐，不会产生二次污染；③它是一种物理-化学处理过程，很容易控制，以满足各种处理要求；④反应条件温和，是一种高效节能型的废水处理技术。第65页，共106页，星期日，2025年，2月5日主要的催化氧化水处理工艺：1.催化湿式氧化（CatalyticWetAirOxidation，CWAO）2.助加催化湿式氧化（PromotedCatalyticWetAirOxidation，PCWAO）3.催化湿式双氧水氧化（CatalyticWetProxideOxidation，CWPO）4.催化超临界水氧化技术（SupercriticCatalyticWetAirOxidation，SCWAO）第66页，共106页，星期日，2025年，2月5日第67页，共106页，星期日，2025年，2月5日超临界水氧化法反应机理：这是一个自由基反应过程1、诱导期RH+O2→R.?+HOO?2RH+O2→2R?+H2O22、增值期R.?+O2→ROO?ROO?+RH→ROOH+R.?3、退化期ROOH→RO?+H2O2ROOH→R.?+RO?+H2O4、结束期R.?＋R→R-RROO?+ROO?→ROH+ROOR+O2第68页，共106页，星期日，2025年，2月5日光催化氧化法（Tio2）H2O+h+→·OH+H+h++OH-→·OHO2+e-→O2-·O2-+H+→·OOH2·OOH→H2O2+O22H2O2+O2-→·2OH+2OH-+O2由此可见，光催化氧化降解有机物实质上是一种自由基反应。第69页，共106页，星期日，2025年，2月5日3）O3/H2O2法H2O2的加入促进了O3的分解,从而增加了·OH的数量,其过程为:O3+OH-→HO2-+O2H2O2+H2O→HO2-+H3O+O3+HO2-→·OH+O2-+O2提高溶液的pH值及投加H2O2将加速O3的分解,溶液中·OH数量将因此得以增加,这将有利于有机物的降解。第70页，共106页，星期日，2025年，2月5日4）超声技术超声辐射的降解途径主要是在空化效应作用下，有机物通过高温分解或自由基反应两种历程进行。超声空化是