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SSNT光催化 氧化深度处理技术

高级氧化技术

简介:

    ● 近几十年来,国内外 在难降解有机污染废水处理方面开展了较多的研究,其中高 级氧化法以其巨大的潜力及独特的优势脱颖而出。
    ● 高级氧化技术(advanced oxidation process—AOP/AOPS)又称深度氧化技术。
    ● 高级氧 化技术反应机理是自由基氧化机理,它利用复合氧化剂、催化剂、高温高压、光、声或电等作用,诱发产 生多种形式的强氧化活性物质,如羟基自由基HO·,与有机 化合物之间产生加合、取代、电子转移、断键和开环等,使水体 中的大分子难降解有机物氧化或转化成低毒或无毒的小分子物质,甚至直接降解成为CO2和H2O,使绝大 多数的有机污染物完全矿化或部分分解。

特点:

    1)产生大 量活泼的自由基(如:HO·等),其氧化能力大大增强,    它作为 反应的中间产物,可诱发后面的链反应;
    2)自由基 可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)由于它是一种物理-化学处理过程,很容易加以控制,以满足处    理需要,甚至可以降解10-9级的污染物;
    4)处理效率高,对有毒 污染物破坏彻底;
    5)既可作为单独处理,又可与 其他处理过程相匹配,如作为生化    处理的前、后处理,可降低处理成本。

化学催化氧化技术:

简介:

    ● 化学催 化氧化技术一般是在催化剂的作用下,用化学 氧化剂处理有机废水以提高其可生化性,或直接 氧化降解废水中有机物使之稳定化。
    ● 它利用 反应过程中产生大量强氧化性的HOo自由基 来氧化分解水中的有机物,从而达 到净化水质的目的。
    ● 化学氧 化方法常用的氧化剂:H2O2、O3、ClO2和KMnO4等。
    ● 化学催化氧化技术:芬顿试剂、O3/H2O2、UV/O3、UV/H2O2、UV/H2O2 /O3、TiO2/UV、Fe2+/UV/H2O2、Fe2+/O2/H2O2、UV/O2/ H2O2、Fe2+/UV/ O2/H2O2以及利 用溶液中金属离子的均相催化臭氧化和固态金属、金属氧化物或负载在载体上金属或金属氧化物的非均相催化氧化技术等。化学催 化氧化技术常用于生物处理的前处理或深度处理。

Fenton(芬顿)氧化技术:

原理:

    ● 利用芬 顿试剂对水中的还原性污染物进行氧化的方法。
   在Fe2+/H2O2氧化体系中,H2O2为氧化剂,Fe2+为催化剂,H2O2与Fe2+     存在时,形成大 量的具有更强氧化性的HO·自由基,HO·通过电子    转移等 途径使水中有机物被氧 化分解成小分子,并可破坏发色基团。
    ● 芬顿法反应机理如下: 
        

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    ● 影响芬 顿试剂反应的因素:溶液的pH值、停留时间、温度、过氧化氢及Fe2+的浓度等。

特点:

    ● Fenton氧化法 具有反应速度快、操作简单等特点,但普通Fenton氧化法 的有机物矿化程度不高,运行时消耗较多的H2O2,而且运 行条件较为苛刻(pH3左右),产生的化学污泥量多,从而提高了处理成本。
    ● 将紫外光、可见光、电场、超声波等因素引入Fenton体系,或采用 其它过渡金属替代Fe2+,可以提 高羟基自由基的产量和有机物的矿化程度,并可减少Fenton试剂的用量,降低处理成本。

    ● 目前芬 顿氧化技术已由芬顿试剂氧化发展到与混凝沉淀、活性炭吸附、生物处理、光催化 等方法联合作为工业高浓度、难降解、有毒有 害废水的预处理和深度处理方法。

类芬顿氧化技术:

简介:

    ● 早期的芬顿试剂仅指H2O2与亚铁离子的复合,但近些年来,研究者发现把紫外光、氧气引入芬顿试剂,可显著 增强芬顿试剂的氧化能力并节约H2O2的用量;还有研究表明利用Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)等均相 催化剂以及铁粉、石墨、铁锰的 氧化矿物等非均相催化剂,同样可以使H2O2分解产生HOo自由基。因基本 过程类似芬顿试剂反应故称之类芬顿试剂,主要有:
   1) UV/ H2O2
   2) Fe2+/UV/H2O2
   3) Fe2+/O2/H2O2、UV/O2/H2O2、Fe2+/UV/O2/H2O2


    目前芬 顿氧化技术已由芬顿试剂氧化发展到与混凝沉淀、活性炭吸附、生物处理、光催化 等方法联合作为工业高浓度、难降解、有毒有 害废水的预处理和深度处理方法。

光催化氧化技术:

简介:

    ● 溶液(废水)中的化 学物质在光的照射下,产生光 分解或被激发出电子空穴对,产生·HO自由基,从而发 生一系列的氧化还原反应,使污染物得以降解。
    ● 光催化 氧化法由于其反应条件温和(常温、常压)、氧化能 力强和速度快等优点,目前已 成为研究推广的热点。
    ● 光催化 氧化技术具有设备简单、操作方便、高效、无二次 污染或污染低等优点,在难降 解有机废水的处理中极具应用潜力。

SSNT光催化氧化技术:

技术原理:

    ● SSNT光催化 氧化技术是类芬顿和光催化氧化相结合的高级氧化技术,弥补了 芬顿工艺技术上的缺陷。
    ● SSNT光催化 氧化技术由臭氧、不锈钢 纳米板和紫外线灯组成,其技术原理如下:
 (1)紫外线 灯照射的光传递到金属表面后,因光能的作用,不锈钢纳   米管表面激发出空穴(h+)和电子(e-)。
 (2)空穴与 水反应生成自由羟基,电子与 氧结合生成超氧自由基。
 (3)生成的 自由基通过链式反应形成更多的自由基,氧化有机物。
 (4)向水溶液中供应臭氧,与紫外 线反应生成过氧化氢和氧气。
 (5)生成的 过氧化氢与紫外线反应生成自由羟基,氧化有机物。

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工艺流程说明

    ● 目标废 水收集到原水池进行均质和均量。
    ● 废水通 过过滤器去除悬浮物,提升废水的透明度,为光化 学催化反应创造条件。
    ● 过滤后 的废水进入臭氧反应器。臭氧发 生器产生的臭氧首先在臭氧溶解罐中充分溶解并均匀分散,然后将 臭氧水用泵通过微泡发生器均匀注入到臭氧反应器中,主要去除色度,为光化 学催化反应创造条件。
    ● 经过臭 氧反应器的废水流入安装有不锈钢纳米板和紫外线灯的SSNT反应池,通过同 时进行的类芬顿反应和光化学催化氧化反应生成大量的自由基,去除有机物。

特点

    ● 不需要调节pH值。
    ● 由于不 锈钢纳米板是不溶性催化剂,因此不产生化学污泥。
    ● 工艺流程简单,操作方便。
    ● 类芬顿 氧化与光催化氧化结合,在短时 间内产生更多的自由基,因此与其它芬顿、臭氧氧 化等高级氧化技术相比,在同等条件下,反应时间缩短,处理成本降低。

实验室实验

目标废水:中国江 苏联海乙醇废水生化处理水
实验室小试装置

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实验室实验

    ● COD曲线图

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    ● 经济性分析
   废水的COD由385mg/l降低到100mg/l以下,反应时间为三个小时,臭氧发 生器和紫外线灯等的耗电为2.85Kw/t。

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