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高級氧化工藝用於工業化技術

發布時間:2018-12-13 13:24  文章來源:未知  文章作者:高級氧化技術工程

  高級氧化工藝(AOPs)用於氧化廢水中很難生物降解為簡單終產物的複雜有機物組分。當采用化學氧化時,可能沒有必要將一種已知的化合物或一組化合物完全氧化。在很多情況下,部分氧化就足以使一些特殊化合物適宜於後續生物處理或降低其毒性。特殊化合物的氧化過程中最終氧化產物在降解程度上可能存在以下明顯的區別:

  1.初步降解:改變原始化合物的結構;

  2.可接受的降解(無害化):使原始化合物結構發生變化並達到降低其毒性的目的;

  3.完全降解(礦化):使有機碳轉化為無機物CO2;

  4.不可接受的降解(有害化):使原始化合物結構發生變化,毒性增大。
 

高級氧化工藝
 

  高級氧化用於生產遊離輕基(HO·)的技術

  目前,已有很多技術可在液相條件下生產HO·,在這些技術中,隻有縣氧/紫外線,臭氧/過氧化氫,臭氧/紫外線/過氧化氫及過氧化氫/紫外線等技術處於工業化應用中。

  臭氧氧化技術/紫外線(UV)可用下列臭氧的光解作用來解釋利用紫外線生產遊離羥基HO·的過程:

  O3十UV(或hν,λ<310nm)→O2十O(1D)(1)

  O(1D)十H2O→HO·十HO·(在濕空氣中)(2)

  O(1D)十H2O→HO·十HO·→H2O2(在水中)(3)

  式中O3——臭氧;

  UV——紫外線(或hν=能量)

  O2——氧;

  O(1D)——被激活的氧原子,符號是用於規定氧原子及氧分子形態的光譜符號(也稱為單譜線氧);

  HO·——羥基,在羧基及其他基團右上角的圓點(·)用於指示這些基團帶有不成對電子。

  如式(2)所示,在濕空氣中通過臭氧的光解作用會生成羥基,而在水中,臭氧的光解作用則會生成過氧化氫(參閱式3)。因為臭氧在水中通過光解作用會生成過氧化氫,隨後過氧化氫被光解生成羥基,臭氧用於此工藝中時,其費用一般非常昂貴。在空氣中,臭氧/紫外線工藝可通過臭氧直接氧化,光解作用或與羥基反應使化合物降解。當化合物通過紫外線吸收並與羥基基團反應可發生降解時,利用臭氧/紫外線工藝是比較有效的。
 

高級氧化工藝
 

  臭氧/過氧化氫

  對於紫外線不可吸收的化合物,采用臭氧/過氧化氫高級氧化工藝可能是比較有效的—種處理方法。該工藝的流程如圖2所示。廢水中三氯乙烯(TCE)和過氯乙烯(PCE)類氯化合物利用過氧化氫和臭氧發生HO·的高級氧化工藝處理可顯著降低其濃度。利用過氧化氫及臭氧生產羥基基團的總反應如下:

  H2O十2O3→HO·十HO·十3O2(4)

  過氧化氫/紫外線

  當含有過氧化氫的水暴露於紫外線(200-280nm)中時也會形成羥基基團。可用下列反應描述過氧化氫的光解作用:

  H2O2十UV(或hν,λ≈200~280nm)(5)

  在某些情況下,采用過氧化氫/紫外光工藝並不可行,因為過氧化氫的分子消光係數很小,不僅要求高濃度過氧化氫,而且不能有效利用紫外光的能量。

  最近以來,過氧化氫/紫外線工藝已經應用於處理後廢水中微量組分的氧化處理。開展該工藝研究的目的是為了去除處理後廢水中N—亞硝基甲胺(NDMA)和其他人們所關心的化合物,其中包括:(1)性激素及舀族類激素,(2)處方和非處方人體用藥物;(3)獸用抗生素及人體用抗生素;(4)工業及生活汙水成分。在處理後廢水中這類化合物的濃度比較低時(通常以μg/L計),其氧化反應似乎遵循一級動力學規律。氧化反應需要的電能以EE/O單位表示,定義為每單位體積每一對數減小級的電能輸入。

  根據近年來一些可用的技術,在過氧化氫投加劑量為5~6mg/L時,減小1對數級(即:100到10)NDMA需要的EE/O值為21~265kWh/(103m3·對數級)[0.08~1.0kWh/(103gal·對數級)],不過在某些情況下並未顯示出過氧化物參與反應的必要性。所需要的EE/O值隨著處理後廢水水質的不同而發生顯著變化。

  萊特萊德環境工程有限公司聯合國內外知名專家以及院校,專業提供電化學氧化高級技術、濕式氧化技術、光催化氧化技術、臭氧催化氧化技術、UV聯合工藝氧化技術、高級生物氧化技術,技術廣泛應用於工業有機廢水處理、抗生素製藥廢水、含氰廢水處理及其他水處理除氧工藝流程的應用。

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