常用高級氧化技術(shù)比較

 

一、高級氧化的定義與特點

（1）定義：通過羥基自由基(·OH)對有機(jī)污染物進(jìn)行氧化的反應(yīng)統(tǒng)稱為高級氧化工藝，簡稱AOPs。

（2）特點：

l 羥基自由基具有極強(qiáng)的氧化性，EOP=2.80V；

l 屬于游離基反應(yīng)，反應(yīng)速度非常快；

l 必要時可以將污染物完全礦化（CO2、H2O）。

二、常用高級氧化技術(shù)比較

1 、Fenton氧化

反應(yīng)條件：pH=3.0±0.5，常溫、常壓。

優(yōu)點：操作簡便，氧化效果好；可根據(jù)水質(zhì)變化靈活調(diào)節(jié)雙氧水和硫酸亞鐵的用量；無需特殊設(shè)備，投資和運行成本相對較低。

缺點：適宜pH范圍很窄，反應(yīng)前加酸、反應(yīng)后加堿調(diào)節(jié)pH，既消耗了酸堿、又增加了廢水的鹽分; 還副產(chǎn)大量含鐵污泥（可能是危險固體廢物）。

 

2、 臭氧氧化

① O3直接氧化：pH<4.0時, 直接氧化為主，

O3→ 3O•

② O3間接氧化：pH>10.0時, 間接氧化為主，

O3+OH-→•OH+O2

pH在中性附近，既有間接氧化，又有直接氧化。

③ O3/H2O2、O3/UV、O3/Cat.等。

 

缺點：

①臭氧發(fā)生器投資高；

②能耗大(~14 kWh/kg O3)；

③O3氧化要比Fenton氧化復(fù)雜得多，可能受傳質(zhì)控制。

 

O3氧化運行過程中常見問題：

① 泡沫：泡沫主要與廢水水質(zhì)有關(guān)，嚴(yán)重時O3氧化反應(yīng)器無法正常操作。

② 結(jié)垢：主要原因是O3氧化生成的草酸與Ca2 +生成CaC2O4，也可能有CaCO3生成。長時間運行后，草酸鈣/碳酸鈣在O3曝氣盤表面結(jié)垢，傳質(zhì)效率下降，甚至堵塞曝氣孔。另外，固體催化劑表面和孔道中也可能結(jié)垢，嚴(yán)重時會導(dǎo)致催化劑床層堵塞。

③ O3尾氣引起二次污染：當(dāng)O3尾氣破壞工藝為催化分解時，催化劑活性下降后會導(dǎo)致外排尾氣O3濃度升高，污染環(huán)境、危害操作工健康。
 

3 、光化學(xué)氧化

① UV/H2O2體系：H2O2 + hv →2•OH

UV/H2O2在應(yīng)用中很大的問題是在近紫外區(qū)H2O2對UV的吸收效率很低。

② UV/O3、UV/O3/H2O2 體系

UV/O3/H2O2 與UV/O3體系相比，H2O2的加入對羥基自由基的形成有協(xié)同作用，加快了有機(jī)污染物的降解。

③ 光催化氧化UV/TiO2

工業(yè)化應(yīng)用還需要在提高催化劑的活性、解決催化劑的分離、開發(fā)高效光反應(yīng)器等方面取得突破性成果。

 

 

4 、催化濕式氧化（CWO）

 

CWO常用溫度180～315℃，壓力2～15MPa。

 優(yōu)點：高濃度難降解有機(jī)廢水的處理效果非常好。

 缺點：反應(yīng)器需耐高溫、高壓和腐蝕，設(shè)備投資大，運行維護(hù)費用高。

 

總之，AOPs對難降解有機(jī)廢水具有很好的處理效果，但AOPs在廢水處理工程中的應(yīng)用并不多，原因是其運行成本太高，企業(yè)難以承受。