工業(yè)廢水處理高級(jí)氧化技術(shù)
高級(jí)氧化技術(shù)是目前較為先進(jìn)的工業(yè)廢水處理技術(shù)，能高效降解工業(yè)廢水中的高毒性、高濃度等難以降解的有機(jī)物和污染物，降低工業(yè)廢水中毒性含量，能夠礦化工業(yè)廢水，一定程度上也提高污染自身的生化性，能達(dá)到保護(hù)環(huán)境和水資源的效果，目前高級(jí)氧化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)工廠，但因?yàn)榇思夹g(shù)的應(yīng)用和運(yùn)行成本都較高，尚有許多技術(shù)問題要解決，如何使高級(jí)氧化技術(shù)更與傳統(tǒng)工藝更有效的結(jié)合，也是現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中工業(yè)生產(chǎn)要探討的問題，本文也將基于此詳細(xì)探討高級(jí)氧化技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用效果。
1、高級(jí)氧化技術(shù)概述
高級(jí)氧化技術(shù)即工業(yè)廢水處理過程中，使用聲、光、磁、電等物理化學(xué)手段氧化工業(yè)廢水，氧化過程中產(chǎn)生的羥基自由基繼續(xù)氧化工業(yè)廢水水體中的難降解有機(jī)物，使之氧化成無毒或微毒的小分子物質(zhì)，再或者直接氧化成水分子和CO2，工業(yè)廢水礦化的更為徹底。而高級(jí)氧化技術(shù)也具備氧化能力強(qiáng)、反應(yīng)速度快、適用范圍廣等特點(diǎn)，最早在20世紀(jì)八十年代就于部分發(fā)達(dá)國(guó)家開始研究，目前已經(jīng)在實(shí)際生產(chǎn)領(lǐng)域取得較好應(yīng)用效果。
2、應(yīng)用于工業(yè)廢水處理的高級(jí)氧化技術(shù)
應(yīng)用于工業(yè)廢水處理中的高級(jí)氧化技術(shù)包括臭氧氧化法、芬頓法、超聲氧化法、超臨界水氧化法、電化學(xué)法和微波輔助氧化法。
2.1 臭氧氧化法
臭氧本身就會(huì)和不同的催化劑產(chǎn)生反應(yīng)，在反應(yīng)途中會(huì)產(chǎn)生羥基，羥基具有較強(qiáng)的氧化能力，應(yīng)用在工業(yè)廢水處理中，具有較明顯的脫色和除臭功效，處理過工業(yè)廢水后的臭氧也易分解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。當(dāng)前，許多造紙廠都會(huì)使用臭氧氧化法，用量?jī)H需14g/min，30min左右會(huì)有較明顯效果，氧化效果會(huì)因臭氧用量和反應(yīng)時(shí)間的增多而增強(qiáng)。
2.2 芬頓法
芬頓法是當(dāng)下國(guó)際高級(jí)氧化技術(shù)的研究熱點(diǎn)，技術(shù)原理是經(jīng)由二價(jià)鐵等金屬離子產(chǎn)生的羥基自由基破壞污染物的有機(jī)結(jié)構(gòu)，繼而使污染物分解為水或CO2等無害、無毒物質(zhì)，達(dá)到工業(yè)廢水處理無害化的效果。
2.3 超聲氧化法
超聲波本身具有較高能量和較高的頻率，也有著極好的速射性，繼而能夠非?？焖俚慕到馕廴疚铮貏e是有機(jī)物，應(yīng)用較為廣泛。使用超聲氧化法時(shí)，超聲波的頻率范圍一般為16kHz~1kMHz，其在溶液中會(huì)產(chǎn)生高溫高壓，繼而產(chǎn)生高濃度氧化性物質(zhì)，也可形成超臨界水。使用超聲氧化法降解化學(xué)物質(zhì)時(shí)有三種方式，包括自由基氧化、超臨界水氧化和高溫?zé)峤庋趸?，通過這幾種方式能夠?qū)⒐I(yè)廢水中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無毒無害的CO2、水等物質(zhì)，具有效率高、無污染、可操作性高的特點(diǎn)，較為環(huán)保，應(yīng)用前景非常光明。另一方面，超聲氧化法不僅能夠單獨(dú)使用，也可聯(lián)合電化學(xué)法共同使用，比如與臭氧結(jié)合使用，可以使臭氧分解的更為快速，充分。但因超聲氧化法目前技術(shù)尚未成熟，還有超聲反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和超聲空化效果化等問題存在，尚待進(jìn)一步研究。
2.4 超臨界水氧化法
超臨界水氧化法比之其他的高級(jí)氧化技術(shù)，在應(yīng)用時(shí)間上較短，但卻是最為先進(jìn)的污水處理方式。超臨界水氧化法原理是工業(yè)廢水中的有機(jī)污染物能夠直接溶于被視為氧化有機(jī)物介質(zhì)的超臨界水，繼而形成便于有機(jī)物氧化反應(yīng)的環(huán)境，使得有機(jī)物反應(yīng)后直接轉(zhuǎn)化為水和CO2。更進(jìn)一步，超臨界水氧化法還能夠降解工業(yè)廢水中的有機(jī)化合物，更高效的消除其中的有毒有害物質(zhì)，且不會(huì)產(chǎn)生二次污染問題。
2.5 電化學(xué)法
電化學(xué)法的原理是通過催化活性的電極材料在電極反應(yīng)中產(chǎn)生的OH?分解污染物。氧化機(jī)理的不同也使電化學(xué)法分成三種形式，包括陰極氧化、陽極氧化和陰陽兩極協(xié)同作用氧化，陰極氧化是經(jīng)由適當(dāng)?shù)碾姌O電位通過還原作用產(chǎn)生H2O2或Fe2,結(jié)合外加試劑間接降解有機(jī)物，效率較低;陽極氧化是在電化學(xué)反應(yīng)器中使用含活性的陽極材料直接使污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng);陰陽兩極協(xié)同作用氧化即在聯(lián)合兩種工藝的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)更合理的化學(xué)反應(yīng)器，提高處理效率。
2.6微波輔助氧化法
微博電磁場(chǎng)能夠讓分子高速度碰撞繼而產(chǎn)生熱效應(yīng)，改變熱力學(xué)函數(shù)，降低活化能，加上磁性物質(zhì)本身就有較強(qiáng)的吸附能力，會(huì)在微波輻射反應(yīng)后的表面熱點(diǎn)中作為化學(xué)反應(yīng)的誘導(dǎo)催化劑。但這種技術(shù)成本較高，目前未廣泛投入使用。
3、結(jié)語
高級(jí)氧化技術(shù)是上世紀(jì)八十年代在發(fā)達(dá)國(guó)家流行的一種高科技污水處理手段，目前已在國(guó)內(nèi)大部分工業(yè)工廠中使用，比起傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)，高級(jí)氧化技術(shù)在工業(yè)廢水的處理率和毒性含量方面更具優(yōu)勢(shì)，且污水處理過程更為環(huán)保、安全和高效，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，雖然目前在技術(shù)和成本方面尚不成熟，還不能大范圍投入使用，但隨著科技的發(fā)展，高級(jí)氧化技術(shù)一定會(huì)在工業(yè)廢水處理和生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面具有更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，繼而推動(dòng)我國(guó)工業(yè)的發(fā)展。
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