专利技术

HRO光催化氧化深度處理技術

高級氧化技術

簡介:

    ● 近幾十年來,國内外在難降解有機污染廢水處理方面開展了較多的研究,其中高級氧化法以其巨大的潛力及獨特的優勢脫穎而出。
    ● 高級氧化技術(advanced oxidation process—AOP/AOPS)又稱深度氧化技術。
    ● 高級氧化技術反應機理是自由基氧化機理,它利用複合氧化劑、催化劑、高溫高壓、光、聲或電等作用,誘發産生多種形式的強氧化活性物質,如羟基自由基HO·,與有機化合物之間産生加合、取代、電子轉移、斷鍵和開環等,使水體中的大分子難降解有機物氧化或轉化成低毒或無毒的小分子物質,甚至直接降解成為CO2和H2O,使絕大多數的有機污染物完全礦化或部分分解。

特點:

    1)産生大量活潑的自由基(如:HO·等),其氧化能力大大增強,    它作為反應的中間産物,可誘發後面的鍊反應;
    2)自由基可直接與廢水中的污染物反應,将其降解為二氧化碳、    水和無害鹽,不會産生二次污染;
    3)由于它是一種物理-化學處理過程,很容易加以控制,以滿足處    理需要,甚至可以降解10-9級的污染物;
    4)處理效率高,對有毒污染物破壞徹底;
    5)既可作為單獨處理,又可與其他處理過程相匹配,如作為生化    處理的前、後處理,可降低處理成本。

化學催化氧化技術:

簡介:

    ● 化學催化氧化技術一般是在催化劑的作用下,用化學氧化劑處理有機廢水以提高其可生化性,或直接氧化降解廢水中有機物使之穩定化。
    ● 它利用反應過程中産生大量強氧化性的HO•自由基來氧化分解水中的有機物,從而達到淨化水質的目的。
    ● 化學氧化方法常用的氧化劑:H2O2、O3、ClO2和KMnO4等。
    ● 化學催化氧化技術:芬頓試劑、O3/H2O2、UV/O3、UV/H2O2、UV/H2O2 /O3、TiO2/UV、Fe2+/UV/H2O2、Fe2+/O2/H2O2、UV/O2/ H2O2、Fe2+/UV/ O2/H2O2以及利用溶液中金屬離子的均相催化臭氧化和固态金屬、金屬氧化物或負載在載體上金屬或金屬氧化物的非均相催化氧化技術等。化學催化氧化技術常用于生物處理的前處理或深度處理。

Fenton(芬頓)氧化技術:

原理:

    ● 利用芬頓試劑對水中的還原性污染物進行氧化的方法。
   在Fe2+/H2O2氧化體系中,H2O2為氧化劑,Fe2+為催化劑,H2O2與Fe2+     存在時,形成大量的具有更強氧化性的HO·自由基,HO·通過電子    轉移等途徑使水中有機物被氧 化分解成小分子,并可破壞發色基團。
    ● 芬頓法反應機理如下: 
        

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    ● 影響芬頓試劑反應的因素:溶液的pH值、停留時間、溫度、過氧化氫及Fe2+的濃度等。

特點:

    ● Fenton氧化法具有反應速度快、操作簡單等特點,但普通Fenton氧化法的有機物礦化程度不高,運行時消耗較多的H2O2,而且運行條件較為苛刻(pH3左右),産生的化學污泥量多,從而提高了處理成本。
    ● 将紫外光、可見光、電場、超聲波等因素引入Fenton體系,或采用其它過渡金屬替代Fe2+,可以提高羟基自由基的産量和有機物的礦化程度,并可減少Fenton試劑的用量,降低處理成本。

    ● 目前芬頓氧化技術已由芬頓試劑氧化發展到與混凝沉澱、活性炭吸附、生物處理、光催化等方法聯合作為工業高濃度、難降解、有毒有害廢水的預處理和深度處理方法。

類芬頓氧化技術:

簡介:

    ● 早期的芬頓試劑僅指H2O2與亞鐵離子的複合,但近些年來,研究者發現把紫外光、氧氣引入芬頓試劑,可顯著增強芬頓試劑的氧化能力并節約H2O2的用量;還有研究表明利用Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)等均相催化劑以及鐵粉、石墨、鐵錳的氧化礦物等非均相催化劑,同樣可以使H2O2分解産生HO•自由基。因基本過程類似芬頓試劑反應故稱之類芬頓試劑,主要有:
   1) UV/ H2O2
   2) Fe2+/UV/H2O2
   3) Fe2+/O2/H2O2、UV/O2/H2O2、Fe2+/UV/O2/H2O2


    目前芬頓氧化技術已由芬頓試劑氧化發展到與混凝沉澱、活性炭吸附、生物處理、光催化等方法聯合作為工業高濃度、難降解、有毒有害廢水的預處理和深度處理方法。

光催化氧化技術:

簡介:

    ● 溶液(廢水)中的化學物質在光的照射下,産生光分解或被激發出電子空穴對,産生·HO自由基,從而發生一系列的氧化還原反應,使污染物得以降解。
    ● 光催化氧化法由于其反應條件溫和(常溫、常壓)、氧化能力強和速度快等優點,目前已成為研究推廣的熱點。
    ● 光催化氧化技術具有設備簡單、操作方便、高效、無二次污染或污染低等優點,在難降解有機廢水的處理中極具應用潛力。

SSNT光催化氧化技術:

技術原理:

    ● SSNT光催化氧化技術是類芬頓和光催化氧化相結合的高級氧化技術,彌補了芬頓工藝技術上的缺陷。
    ● SSNT光催化氧化技術由臭氧、不鏽鋼納米闆和紫外線燈組成,其技術原理如下:
 (1)紫外線燈照射的光傳遞到金屬表面後,因光能的作用,不鏽鋼納   米管表面激發出空穴(h+)和電子(e-)。
 (2)空穴與水反應生成自由羟基,電子與氧結合生成超氧自由基。
 (3)生成的自由基通過鍊式反應形成更多的自由基,氧化有機物。
 (4)向水溶液中供應臭氧,與紫外線反應生成過氧化氫和氧氣。
 (5)生成的過氧化氫與紫外線反應生成自由羟基,氧化有機物。

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工藝流程說明

    ● 目标廢水收集到原水池進行均質和均量。
    ● 廢水通過過濾器去除懸浮物,提升廢水的透明度,為光化學催化反應創造條件。
    ● 過濾後的廢水進入臭氧反應器。臭氧發生器産生的臭氧首先在臭氧溶解罐中充分溶解并均勻分散,然後将臭氧水用泵通過微泡發生器均勻注入到臭氧反應器中,主要去除色度,為光化學催化反應創造條件。
    ● 經過臭氧反應器的廢水流入安裝有不鏽鋼納米闆和紫外線燈的SSNT反應池,通過同時進行的類芬頓反應和光化學催化氧化反應生成大量的自由基,去除有機物。

特點

    ● 不需要調節pH值。
    ● 由于不鏽鋼納米闆是不溶性催化劑,因此不産生化學污泥。
    ● 工藝流程簡單,操作方便。
    ● 類芬頓氧化與光催化氧化結合,在短時間内産生更多的自由基,因此與其它芬頓、臭氧氧化等高級氧化技術相比,在同等條件下,反應時間縮短,處理成本降低。

實驗室實驗

目标廢水:中國江蘇聯海乙醇廢水生化處理水
實驗室小試裝置

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實驗室實驗

    ● COD曲線圖

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    ● 經濟性分析
   廢水的COD由385mg/l降低到100mg/l以下,反應時間為三個小時,臭氧發生器和紫外線燈等的耗電為2.85Kw/t。

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