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精制无烟煤滤料厂家高级氧化技巧

起源:巩义市仁源水处理材料厂 作者:Admin 日期:19-04-23 浏览:

  精制无烟煤滤料厂家高级氧化技巧

  精制无烟煤滤料生产厂家高级氧化技巧。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艰苦,而化学氧化可将其直接矿化或通过氧化进步污染物的可生化性,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毛病难以满足请求。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,并以其奇特的优点越来越引起器重。

  特 点

  高级氧化法最明显的特点是以羟基自由基为重要氧化剂与有机物产生反响,反响中生成的有机自由基可以持续参加·HO的链式反响,或者通过生成有机过氧化自由基后,进一步产生氧化分解反响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标。

  与其他传统的水处理方法相比,高级氧化法具有以下特点:

  产生大批非常生动的羟基自由基·HO其氧化能力(2.80v)仅次于氟(2.87),它作为反响的中间产物,可诱发后面的链反响,羟基自由基与不同有机物质的反响速率常数相差很小,当水中存在多种污染物时,不会涌现一种物质得到降解而另一种物质基础不变的情况;

  HO无法选择地直接与废水中的污染物反响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,反响有选择性等原因,往往不能直接达到完整去除有机物降低TOC和COD的目标,而高级氧化法则基础不存在这个问题,氧化过程中的中间产物均可以持续同羟基自由基反响,直至最后完整被氧化成二氧化碳和水,从而达到了彻底去除TOC、COD的目标。

  由于它是一种物理化学过程,很容易加以把持,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,高级氧化法的反响速度很快,一般反响速率常数大于109mol-1Ls-1,能在很短时间内达到处理请求;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。

  发展方向

  高级氧化技巧可将有机污染物矿化成二氧化碳和水,是环境友爱型工艺,但其降解污染物时处理成本过高是制约其推广的“瓶颈”。在我国高级氧化技巧中除少数如芬顿法、臭氧氧化技巧等已在实际水处理中有所利用,其余还多处于实验室研究或小型实验阶段。只有解决了高级氧化技巧投资处理成本高、设备腐化严重、处理水量小等毛病,才干加快其在实际工业中的利用。高级氧化技巧的发展方向可总结为以下几点:

  一是部分技巧例如光催化氧化技巧、臭氧氧化技巧能够进步废水的可生化性,但单独处理焦化废水难度大、成本高,可将其与生化技巧联合,降低焦化废水的生物毒性,进步可生化性,再采用低耗高效的生化法进行处理。

  二是湿式催化氧化、超临界水氧化等技巧对设备请求高,处理成本高,可针对反响器材质和低廉催化剂进行专项研发。在焦化废水处理中,难处理的废水如剩余氨水不要混入其他废水中,增长其废水量,进而采用上述高级氧化剂进行处理。

  三是设计结构简略、效率高、能利用自然光并可长期稳固运行的反响器,进步光化学氧化、光催化氧化技巧的处理效率,并将其与混凝法、吸附法等技巧联合。

  技巧介绍

  【光化学氧化法】

  由于反响条件温和、氧化能力强光化学氧化法近年来迅速发展,但由于反响条件的限制,光化学法处理有机物时会产生多种芳香族有机中间体,致使有机物降解不够彻底,这成为了光化学氧化需要克服的问题。光化学氧化法包含光激发氧化法(如03/UV)和光催化氧化法(如Ti02/UV)。

  光激发氧化法重要以03、H202、02和空气作为氧化剂,在光辐射作用下产生-OH;光催化氧化法则是在反响溶液中参加必定量的半导体催化剂,使其在紫外光的照射下产生-OH,两者都是通过-OH的强氧化作用对有机污染物进行处理。

  【催化湿式氧化法】

  催化湿式氧化法(CWAO)是指在高温(123℃~320℃)、高压(0.5~10MPa)和催化剂(氧化物、贵金属等)存在的条件下,将污水中的有机污染物和NH3-N氧化分解成C02、N2和H20等无害物质的方法。

  基础原理:该处理工艺在必定温度和压力条件下,在填充专用催化剂的反响器中,保持废水在液体状态。在氧气作用下,利用催化氧化的原理,一次性地对高浓度有机废水的COD、TOC、氨、氰等污染物进行氧化分解的深度处理,使之转变为CO2、N2、水等无害成分,并同时脱臭、脱色及杀菌消毒。从而达到净化处理水的目标。该工艺不产生污泥,只有少量装器内部的清洗废液需要单独处理。当达到处理规模时,还以热能情势收大赞能量。

  催化湿式氧化法重要指标及条件

  【技巧指标】

  (1)处理水水质:高浓度的废水水质(COD≥10000mg/L、NH3-N≥500mg/L,T-CN>5000mg/L)。

  (2)高温高压反响的操作指标:温度200-300度、压力1.0~10MPa、反响空气比1.0-2.0

  (3)污染物去除率:COD≥95%、NH3-N≥97%,T-CN≥99%,挥发酚≥99%。

  (4)污染物的处理成本:通常情况下去除每kgCOD需0.5-3.0元。

  【条件请求】

  高COD浓度的进水水顺实用于厂泛的氨氮和pH领域。废水中不得含有大批的可污染催化剂的物质(如金属).以及易造成设备或管道堵塞的物质。此类物质在进行反响前需做相应的处理。

  【声化学氧化】

  声化学氧化中重要是超声波的利用。超声波法用于垃圾渗滤液的处理重要有两个方面:一是利用频率在15kHz~1MHz的声波,在渺小的区域内瞬间高温高压下产生的氧化剂(如-OH)去除难降解有机物。另外一种是超声波吹脱,重要用于废水中高浓度的难降解有机物的处理。

  臭氧氧化法

  臭氧氧化法重要通过直接反响和间接反响两种道路得以实现。其中直接反响是指臭氧与有机物直接产生反响,这种方法具有较强的选择性,一般是进攻具有双键的有机物,通常对不饱和脂肪烃和芳香烃类化合物较有效;间接反响是指臭氧分解产生-OH,通过-OH与有机物进行氧化反响,这种方法不具有选择性。

  臭氧氧化法虽然具有较强的脱色和去除有机污染物的能力,但该方法的运行费用较高,对有机物的氧化具有选择性,在低剂量和短时间内不能完整矿化污染物,且分解生成的中间产物会禁止臭氧的氧化过程。可见臭氧氧化法用于垃圾渗滤液的处理仍存在很大的局限性。

  用 途

  ①水的消毒:臭氧是一种广谱速效杀菌剂,对各种致病菌及抵抗力较强的芽孢、病毒等都有比氯更好的杀灭效果,水经过臭氧消毒后,水的浊度、色度等物理、化学性状都有明显改良.化学需氧量(COD)一般能减少50~70%。用臭氧氧化处理法还可以去除苯并 (a)芘等致癌物质。

  ②去除水中酚、氰等污染物质:用臭氧法处理含酚、氰废水实际需要的臭氧量和反响速度,与水中所含硫化物等污染物的量和水的pH值有关,因此应进行必要的预处理。把水中的酚氧化成为二氧化碳和水,臭氧需要量在理论上是酚含量的7.14倍。

  用臭氧氧化氰化物,第一步把氰化物氧化成微毒的氰酸盐,臭氧需要量在理论上是氰含量的1.84倍;

  第二步把氰酸盐氧化为二氧化碳和氮,臭氧需要量在理论上是氰含量的4.61倍。臭氧氧化法通常是与活性污泥法联合应用,先用活性污泥法去除大部分酚、氰等污染物,然后用臭氧氧化法处理。此外,臭氧还可分解废水中的烷基苯磺酸钠(ABS)、 蛋白质、氨基酸有机胺、木质素、腐殖质、环状化合物及链式不饱和化合物等污染物。

  ③水的脱色:印染、染料废水可用臭氧氧化法脱色。这类废水中往往含有重氮、偶氮或带苯环的环状化合物等发色基团,臭氧氧化能使染料发色基团的双价键断裂,同时损坏构成发色基团的苯、萘、蒽等环状化合物,从而使废水脱色。臭氧对亲水性染料脱色速度快、效果好,但对疏水性染料脱色速度慢、效果较差。含亲水性染料的废水,一般用臭氧20~50毫克/升,处理10~30分钟,可达到95%以上的脱色效果。

  ④除去水中铁、锰等金属离子:铁、锰等金属离子,通过臭氧氧化,可成为金属氧化物而从水中离析出来。理论上臭氧耗量是铁离子含量的0.43倍,是锰离子含量的0.87倍。

  ⑤除异味和臭味:地面水和工业循环用水中异味和臭味,是放线菌、霉菌和水藻的分解产物及醇、酚、苯等污染物产生的。臭氧可氧化分解这些污染物,打消使人厌恶的异味和臭味。同时,臭氧可用于污水处理厂和污泥、垃圾处理厂的除臭。

  电化学氧化法

  电化学氧化法是指通过电极反响氧化去除污水中污染物的过程,该法也可分为直接氧化和间接氧化。直接氧化重要依附水分子在阳极表面上放电产生的-OH的氧化作用,-OH亲电进攻吸附在阳极上的有机物而产生氧化反响去除污染物;间接氧化是指通过溶液中C12/C10。的氧化作用去除污染物。电化学氧化对垃圾渗滤液中的COD和NH3一N都有很好的去除效果,毛病是能耗较大。

  ①直接电解氧化

  直接电解氧化电化学氧化法不应用化学氧化剂可以最大限度地减少三废污染。电化学氧化法的耗电费用和化学氧化相比常常是较低的。另外电化学氧化法还具有选择性好、产率高、产品纯度高、副产物少、温室和常压操作等优点。各种新鲜的电极材料、工程塑料和隔膜材料的涌现又对有机电氧化的工业化供给了条件。例如苯和苯酚的氧化制取苯醌、菲氧化制取菲醌、甲苯和邻甲苯的氧化制取相应的醛等。

  ②间接电解氧化

  间接电解氧化是指在化学反响器中,用可变价金属的盐类水溶液将有机反响物氧化成目标产物,然后将用过的盐类水溶液送到电解槽中,在转变成所需要的氧化剂的过程。

  以甲苯氧化制备苯甲醛为例,在化学反响器中用高价铈或高价锰将甲苯氧化成苯甲醇。然后将用过的低价铈盐水溶液送到电解槽中的阳极室氧化成高价铈,再循环应用。在间接电解氧化过程中,为了使化学反响物只被氧化到必定的程度,必须选择合适的氧化离子对。

  由于反响的选择性、收率和目标产物的分别等因素的限制,目前在工业生产中间接电解氧化法只实用于甲苯及其衍生物的氧化制取苯甲醛及其衍生物、萘的氧化制取1,4-萘醌,淀粉的氧化制取双醛淀粉、对硝基甲苯的氧化制取对硝基苯甲酸等过程。

  Fenton法

  Fenton法是一种深度氧化技巧,即利用Fe和H202之间的链反响催化生成-OH自由基,而-OH自由基具有强氧化性,能氧化各种有毒和难降解的有机化合物,以达到去除污染物的目标。特别实用于生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机废水如垃圾渗滤液的氧化处理。Fenton法处理垃圾渗滤液的影响因素重要为pH、H202的投加量和铁盐的投加量。

  普通Fenton法

  H2O2在Fe2+的催化作用下分解产生·OH,其氧化电位达到2。8V,是除元素氟外最强的无机氧化剂,它通过电子转移等道路将有机物氧化分解成小分子。同时,Fe2+被氧化成Fe3+产生混凝沉淀,去除大批有机物。

  可见,Fenton试剂在水处理中具有氧化和混凝两种作用。Fenton试剂在黑暗中就能降解有机物,节俭了设备投资,毛病是H2O2的利用率不高,不能充分矿化有机物。研究表明,利用Fe3+、Mn2+等均相催化剂和铁粉、石墨、铁、锰的氧化矿物等非均相催化剂同样可使H2O2分解产生·OH,因其反响基础过程与Fenton试剂类似而称之为类Fenton系统。

  如用Fe3+代替Fe2+,由于Fe2+是即时产生的,减少了·OH被Fe2+还原的机会,可进步·OH的利用效率。若在Fenton系统中参加某些络合剂(如C2O2-4、EDTA等),可增长对有机物的去除率。

  光Fenton法

  ①UV/Fenton法当有光辐射(如紫外光、可见光)时,Fenton试剂氧化能有很大的改良。UV/Fenton法也叫光助Fenton法,是普通Fenton法与UV/H2O2两种系统的复合,与该两种系统相比,其优点在于降低了Fe2+用量,进步了H2O2的利用率。这是由于Fe3+和紫外线对H2O2的催化分解存在协同效应。该法存在的重要问题是太阳能利用率仍然不高,能耗较大,处理设备费用较高。

  ②UV-vis/草酸铁络合物/H2O2法当有机物浓度高时,被Fe3+络合物所吸收的光量子数很少,且需较长的辐照时间,H2O2的投加量也随之增长,·OH易被高浓度的H2O2所扫除。因而,UV/Fenton法一般只合适于处理中低浓度的有机废水。

  当在UV/Fenton系统中引入光化学活性较高的物质(如含Fe3+的草酸盐和柠檬酸盐络合物)时,可有效进步对紫外线和可见光的利用效果。草酸铁络合物在pH3~4。9时效果好,柠檬酸铁络合物在pH4。0~8。0时效果好,但因前者具有含Fe3+的其他络合物所不具备的光谱特征,所以UV-vis/草酸铁络合物/H2O2法更具发展远景。该法进步了太阳能的利用率,节俭了H2O2用量,可用于处理高浓度有机废水。

  电Fenton法

  Fenton法比普通Fenton法进步了对有机物的矿化程度,但仍存在光量子效率低和主动产生H2O2机制不完善的毛病。电Fenton法利用电化学法产生的H2O2和Fe2+作为Fenton试剂的持续起源,与光Fenton法相比具有以下优点:一是主动产生H2O2的机制较完善;二是导致有机物降解的因素较多(除羟基自由基的氧化作用外,还有阳极氧化、电吸附等)。由于H2O2的成本远高于Fe2+,所以通过电化学法将主动产生H2O2的机制引入Fenton系统具有很大的实际利用意义,可以说电Fenton法是Fenton法发展的一个方向。

  ①EF-Fenton法该法又称阴极电解Fenton法,其基础原理是将O2喷射到电解池阴极上产生H2O2,并与Fe2+产生Fenton反响。电解Fenton系统中的O2可通过曝气的方法参加,也可通过H2O在阳极氧化产生。该法不用外加H2O2,有机物降解彻底,且不易产生中间有毒有害物质,其毛病在于所用阴极材料(重要为石墨、活性炭纤维和玻璃炭棒)在酸性条件下产生的电流小,H2O2产量不高。

  ②EF-Feox法又称就义阳极法,通过阳极氧化产生的Fe2+与参加的H2O2进行Fenton反响。由阳极溶解出的Fe2+和Fe3+可水解成Fe(OH)2和Fe(OH)3,对水中的有机物具有很强的混凝作用,其去除效果好于EF-Fenton法,但需外加H2O2,能耗较大,成本高。

  ③FSR法、EF-Fere法FSR法即Fenton污泥循环系统,又称Fe3+循环法。该系统包含一个Fenton反响器和一个将Fe(OH)3转化成Fe2+的电池,可以加速Fe3+向Fe2+的转化,进步·OH产率,但pH必须小于1。EF-Fere法是FSR法的改良,去掉了Fenton反响器,直接在电池装置中产生Fenton反响,其pH操作领域(小于2.5)和电流效率均大于FSR法。

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