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高级氧化技术高级在哪

  • 更新时间2021-07-06 10:19:09
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高级氧化技术“高级”在何处

目前废水处理最常用的生物法对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质处理较困难,而化学氧化可将其直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性,同时还对环境类激素等微量有害化学物质的处理方面有很大的优势。

然而O3、H2O2和Cl2等氧化剂的氧化能力不强且有选择性等缺点难以满足要求。1987年Gaze等人提出了高级氧化法(AdvancedOxidation processible, 简称AOPs),它克服了普通氧化法存在的问题,并以其独特的优点越来越引起重视。

01 高级氧化工艺“高级”在何处

高级氧化法最显著的特点是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应,反应中生成的有机自由基可以继续参加·HO的链式反应,或者通过生成有机过氧化自由基后,进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O,从而达到氧化分解有机物的目的。

与其他传统的水处理方法相比,高级氧化法具有以下特点:

产生大量非常活泼的羟基自由基·HO其氧化能力(2.80v)仅次于氟(2.87),它作为反应的中间产物,可诱发后面的链反应,羟基自由基与不同有机物质的反应速率常数相差很小,当水中存在多种污染物时,不会出现一种物质得到降解而另一种物质基本不变的情况;

HO无法选择地直接与废水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无害物,不会产生二次污染;

普通化学氧化法由于氧化能力差,反应有选择性等原因,往往不能直接达到完全去除有机物降低TOC和COD的目的,而高级氧化法则基本不存在这个问题,氧化过程中的中间产物均可以继续同羟基自由基反应,直至最后完全被氧化成二氧化碳和水,从而达到了彻底去除TOC、COD的目的。

由于它是一种物理化学过程,很容易加以控制,以满足处理需要,甚至可以降低10-9级的污染物;同普通的化学氧化法相比,高级氧化法的反应速度很快,一般反应速率常数大于109mol-1Ls-1,能在很短时间内达到处理要求;既可作为单独处理,又可与其他处理过程相匹配,如作为生化处理的预处理,可降低处理成本。

02 高级氧化技术的发展方向

高级氧化技术可将有机污染物矿化成二氧化碳和水,是环境友好型工艺,但其降解污染物时处理成本过高是制约其推广的“瓶颈”。在我国高级氧化技术中除少数如芬顿法、臭氧氧化技术等已在实际水处理中有所应用,其余还多处于实验室研究或小型试验阶段。只有解决了高级氧化技术投资处理成本高、处理水量小等缺点,才能加快其在实际工业中的应用。

臭氧催化氧化-气浮一体化技术

臭氧催化氧化-气浮一体化技术是科力迩公司自主开发的专利技术,作为深圳市环保领域重大科研项目,获得专家一致好评。该技术创造性地将臭氧多重催化氧化技术、旋流技术、溶气气浮技术等多种技术有机结合,能够对难降解废水高效综合处理,可降快速降低COD、氨氮、脱色、除臭、杀菌等。该技术整体处于国际先进技术水平,目前已获得10多项国内外专利,其中国内发明专利3项,国际PCT专利1项。

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技术特点:

1)反应速率快,占地面积小。臭氧气体高度分散于污水中,与传统曝臭氧气体氧化相比,臭氧分散度是传统的100倍以上,反应速率得到大幅的提升,反应时间只需15min左右,传统在60~120min,仅为传统技术的1/8,设备占地面积仅为传统的1/10甚至更小。

2)臭氧利用率高,消耗量仅为传统技术的1/3~1/2。创造性地将临界催化氧化、催化剂催化、水力空化催化等多重催化技术有机结合,臭氧可快速转化为羟基自由基,羟基氧化反应比例高,臭氧利用率高,催化氧化效率较传统技术大幅提高,臭氧消耗仅为传统技术的1/3~1/2,节约大量电能,能耗低、成本少。

3)臭氧催化氧化和气浮双重作用,污染物综合去除效率高。创造性地将臭氧催化氧化与旋流溶气气浮有机结合,一方面臭氧能够快速破坏胶体,乳化油破乳等,大大强化气浮分离的效果,同时还能够大幅降低污泥量(危废)产生量(减少90%),另一方面旋流溶气气浮可强化臭氧与催化剂、污染物的接触效率,提高反应速率,防止催化剂污染等,延长催化剂寿命等。




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