2013年环保工程师工业废水处理技术辅导4

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　　2.3 高级氧化法

　　高浓度的有机废水对我国宝贵的水资源造了巨大破坏，然而现有的生物处理方法对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质处理较困难，而高级氧化法(Advanced Oxidation Process，简称AOPs)可将其直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性，同时还在环境类激素等微量有害化学物质的处理方面具有很大的优势，能够使绝大部分有机物完全矿化或分解，具有很好的应用前景。

　　常见的高级氧化技术主要包括空气湿式氧化法、催化湿式氧化法、临界水氧化法、光化学氧化法等。

　　2.3.1 湿式空气氧化法

　　湿式空气氧化法是以空气为氧化剂，将水中的溶解性物质(包括无机物和有机物)通过氧化反应转化为无害的新物质，或者转化为容易从水中分离排除的形态(气体或固体)，从而达到处理的目的。通常情况下氧气在水中的溶解度非常低1 atm、20℃时氧气在水中溶解度约9 mg/L左右)，因而在常温常压下，这种氧化反应速度很慢，尤其是高浓度的污染物，利用空气中的氧气进行的氧化反应就更慢，需要借助各种辅助手段促进反应的进行(通常需要借助高温、高压和催化剂的作用)。一般来说，在200～300 oC、100―200atm条件下，氧气在水中的溶解度会增大，几乎所有污染物都能被氧化成二氧化碳和水。湿式空气氧化法的关键在于产生足够的自由基供给氧化反应。虽然该法可以降解几乎所有的有机物，但由于反应条件苛刻，对设备的要求很高(要耐高温高压)，燃料消耗大，因而不适合大水量废水的处理。

　　2.3.2 催化湿式氧化法

　　催化湿式氧化法(Catalytic Wet OxidationProcess，CWOP)是一种工业废水的高级处理方法(属于物理化学方法)。它是依据废水中的有机物在高温高压下进行催化燃烧的原理来净化处理高浓度有机废水的，其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•OH的链式反应，或者通过生成有机过氧化物自由基后进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO 和H 0，从而达到氧化分解有机物的目的。

　　2.3.3 超临界水氧化法

　　超临界水氧化技术得益于水的超临界性能。在374.3 c【=和22 MPa状态下，水的物理性能尤其是溶解性能与常温下截然不同，这种状态被成为超临界状态。在超临界状态下，水如同高密度的气体一样对有机物有很高的溶解能力，与轻的有机气体以及CO 等能完全互溶，但无机化合物尤其是盐类难溶于其中。另外，超临界水具有较高的扩散系数和较低的粘度。上述这些超临界性能加上较高的温度和压力使水成为有机质氧化反应的理想介质，使氧化还原反应完全能在均相中进行，不存在界面传质阻力，而界面传质阻力往往是湿式氧化法的控制步骤。

　　超I临界氧化技术与其他处理技术相比，具有明显的优点：

　　(1)效率高，处理彻底，有毒物质的清除率高达99.99% 以上;

　　(2)反应速度快，停留时间短(<1min)，反应器结构简单，体积小;

　　(3)适应范围广，适用于各种有毒废水废物的处理;

　　(4)无二次污染，不需进一步处理，且无机盐可从水中分离出来，处理后的废水可完全回收利用;

　　(5)当有机物含量超过10%时，不需额外供热，实现热量自给。但超I临界水氧化的高温高压操作条件无疑对设备材料提出了严格的要求，实际进行工程设计时须注意一些工程方面的因素，如腐蚀、盐的沉淀、催化剂的使用和热量传递等，技术的应用上还存在一些有待解决的问题。但由于其本身具有突出优势，因而如今在有害废水处理方面已越来越受到重视，是一项有着广阔发展前景的技术。

　　2.3.4 光化学氧化法

　　光化学反应是在光的作用下进行化学反应，采用臭氧或过氧化氢作为氧化剂，在紫外线的照射下使污染物氧化分解，从而实现污水的处理。

　　光化学氧化系统主要有UV/H 0 系统、UV/O，系统和UV/O3/H202系统 J。以uv/H2 O2系统为例，该系统主要用于浓度在10―6级的低浓度废水的处理，而不适用于高强度污染废水的处理。能将污染物彻底无害化，对有机物的去除能力比单独用过氧化氢或紫外线更强，是一种更经济的选择，能够在短期内装配在不同的地点。但它不适合处理土壤，因为紫外线不能穿透土壤粒子。光容易被沉淀堵塞，降uV的穿透率，因而使用中需控制污水的pH值，防止氧化过程的金属盐沉淀堵塞光的穿透。

　　用该方法去除饮用水中三卤甲烷的试验研究表明，在去除三氯甲烷的同时可减少饮用水中的.总有机碳含量，使水质进一步提高。利用uv/H 0 系统处理受四卤甲烷污染的地下水试验表明，其去除率可达97.3% 一99% ，而费用与活性炭处理相当。在UV/H 0 系统中，每一分子H 0 可产生两分子羟基，不仅能有效去除水中的有机污染物，而且不会造成二次污染，也不需作后续处理。

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