高级氧化技术.doc

第13章? 养花还原 13.2 高级氧化 　　高级氧化技术（Advanced Oxidation Technologies，AOT）又称深度氧化技术，是利用活性极强的自由基（如·OH）氧化分解水中有机污染物的新型氧化除污染技术。 　　高级氧化技术: 　　　　化学氧化技术(chemical Oxidation)； 　　　　催化氧化技术(catalytic Oxidation)； 　　　　湿式氧化技术（Wet Air Oxidation，WAO）； 　　　　超临界水氧化技术（Supercritical Water ，SCWO）； 　　　　电化学氧化技术（Electrooxidation）； 　　　　光催化氧化技术（Photocatalytic Oxidation，PCO）； 　　　　 超声波氧化技术（Supersonic Oxidation）； 　　　　微波氧化处理技术（Microwave Oxidation）； 　　　　紫外光（Ultraviolet，UV）助氧化技术等。 13.2.1 臭氧氧化法 　　1. 臭氧的主要理化特性 　　臭氧的相对密度为氧的1.5倍，在水中的溶解度比氧气大10倍，比空气大25倍。 　　臭氧在空气中会慢慢地连续自行分解成氧气，其反应式为 ???　　　　　　　　　　　　　　?? （13-1） 　　1.臭氧分解时放出大量热量，故当其浓度在25%以上时，很容易爆炸。但一般臭氧化空气中臭氧浓度不超过10%，因此不会发生爆炸。 2.臭氧在水中的分解速度比在空气中快得多。 3.水中臭氧浓度为3mg/L时，其半衰期仅5～30min。 4.臭氧不易储存，需边产边用。 　　臭氧在空气中的分解速度如(图13-1)所示，(图13-2)为臭氧在蒸馏水中的分解速率。 　　2. 臭氧的制备 　　生产臭氧的方法有：无声放电法、放射法、紫外线法，等离子射流法和电解法等。 　　工业上最常见的是无声放电法。 　　3. 臭氧氧化在水处理中的应用 　　1). 氧化无机物 　　臭氧能将水中的二价铁、锰氧化成三价铁及高价锰，使溶解性的铁、锰变成固态物质，以便通过沉淀和过滤除去。其反 应式如下： ??　　　　　　　　　　??? （13-2） ???　　　　　　　　　　　　?? （13-3） ?????　　　　　　　　　　　　 （13-4） 　　常规的水处理对氰化物的去除效果不大，而臭氧则能很容易地将氰化物氧化成毒性小100倍的氰酸盐。其反应式如下： ?　　　　　　　　　　　　　　???? （13-5） ???　　　　　　　　　　　　　　?? （13-6） 　　在碱性条件下 ??? ???　　　　　　　　　　　　?? （13-7） ?????? ???　　　　　　　　　　　???? （13-8） 　　在酸性条件下 ???? ???　　　　　　　　　　???? （13-9） ?????? ???　　　　　　　　　　　?? （13-10） 　　2). 氧化有机物 　　臭氧能够氧化许多有机物，如蛋白质、氨基酸、有机胺、链型不饱和化合物、芳香族、木质素、腐殖质等。 　　特点：1.在有机物浓度较低的水处理中，例如废水的三级处理以及受有机物污染的水源的给水处理，采用臭氧氧化法不 仅可以有效地去除水中的有机物，且反应快，设备体积小。2.当水中含有酚类化合物时，臭氧处理可以去除酚所产生的恶臭 。3.某些有机物，如表面活性剂（ABS等），微生物无法使其分解，而臭氧却很容易氧化分解这些物质。 　　4. 臭氧氧化工艺的应用 　　1) 臭氧可以用来对汽车制造厂综合废水（一级处理后的出水）进行深度处理，且处理效果明显； 　　2) 臭氧对印染废水的CODCr值去除率不高，而对色度的去除效果显著，且二次污染较少等优点。 13.2.2过氧化氢氧化法(H2O2) 　　1. 过氧化氢的主要理化特性 　　纯过氧化氢是淡蓝色粘稠液体，熔点-0.43℃，沸点150.2℃。在0℃ 似，它有较高的介电常数。 　　纯的过氧化氢是比较稳定的，在无杂质污染和良好的储存条件下，可以长期保存而只有微量分解。储存在室内外均可， 但必须与有机物及易燃物隔离。 　　2. 过氧化氢的制备 　　在工业生产上有两种方法：异丙醇法和蒽醌法。 　　异丙醇法简介: 　　在异丙醇中加入过氧化氢或其他过氧化物作为引发剂，用氧气或空气进行液相氧化，生成丙酮和过氧化氢： ?????　　　　　　　　 （13-11） 　　反应生成物通过蒸发器分离，有机溶剂萃取净化，即得过氧化氢和副产物丙酮。 　　3. 过氧化氢在水处理中的应用 　　1). Fenton试剂 　　Fenton试剂是亚铁离子和过氧化氢的组合，该在精细化工、医药化工、医药卫生、环境污染治理等方面得到广泛的应用。 　　其原理如下： ?? ?????　　　　　　　　 ??