探討高級(jí)氧化技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用,職稱論文

探討高級(jí)氧化技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用,職稱論文內(nèi)容摘要：工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)過(guò)中會(huì)產(chǎn)生大量污水，這些污水假如未經(jīng)處理便排放到水體中，會(huì)嚴(yán)重毀壞生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，殘留在水體中的難降解有機(jī)物種類也在不斷增加，使得我們國(guó)家本來(lái)就匱乏的水資源雪上加霜。高級(jí)氧化技術(shù)在難降解有機(jī)物處理中具有高效性和徹底性等眾多優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)前污水處理領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)。通過(guò)對(duì)高級(jí)氧化技術(shù)的特點(diǎn)、基本原理進(jìn)行分析，討論了高級(jí)氧化技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：高級(jí)氧化技術(shù)；污水處理；應(yīng)用進(jìn)展；目錄0引言11高級(jí)氧化技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用21.1Fenton氧化法31.2光催化氧化法31.3皇氧催化氧化法31.4電化學(xué)氧化法31.5超聲波氧化法31.6超臨界水氧化法32結(jié)束語(yǔ)4以下為參考文獻(xiàn)50引言隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)步入高速發(fā)展階段，工業(yè)生產(chǎn)中天天都會(huì)產(chǎn)生大量的污水，且污水排放量逐步增加，污水當(dāng)中含有很多化學(xué)物質(zhì)，假如直接排放，必然會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境以及水體造成嚴(yán)重的毀壞和污染，這些污水中含有大量的毒素，在水處理經(jīng)過(guò)中，采用簡(jiǎn)單的生物降解處理方式方法是不夠的，且無(wú)法到達(dá)相關(guān)規(guī)定的處理要求。因而，必須綜合考慮其他類型的處理方式方法，如高級(jí)氧化技術(shù)、沉淀、氣浮等。高級(jí)氧化技術(shù)〔簡(jiǎn)稱AOPs〕主要是通過(guò)化學(xué)反響經(jīng)過(guò)中產(chǎn)生的羥基自由基〔OH〕和一系列鏈反響，對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行分解，得到最終產(chǎn)物CO2、H2O以及無(wú)機(jī)鹽等，可有效處理污水當(dāng)中的難降解有機(jī)物。1高級(jí)氧化技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用1.1Fenton氧化法Fenton氧化法主要指的是pH在2~5的酸性環(huán)境下，通過(guò)Fe2+與H2O2發(fā)生鏈?zhǔn)椒错?，進(jìn)而生成OH〔氧化電位為2.8V〕，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化降解。其在發(fā)生反響經(jīng)過(guò)中，會(huì)遭到溶液溫度、pH值、H2O2濃度、停留時(shí)間等因素的影響。Fenton試劑具有強(qiáng)氧化性，可適應(yīng)大多數(shù)的污水處理需求，不僅能夠作為預(yù)處理和深度處理，同時(shí)也能夠完成獨(dú)立污水處理的需求。Fenton氧化法具有成本低、工藝操作簡(jiǎn)單、反響速度快，氧化效率高等優(yōu)點(diǎn)。由于Fenton氧化法對(duì)pH值的要求較高，假如偏離適宜的pH值范圍，則無(wú)法保障實(shí)際處理效果。其次，F(xiàn)enton氧化法在污水處理經(jīng)過(guò)中使用過(guò)量的Fe2+將產(chǎn)生二次污染。通常情況下只合適用于處理少量、濃度較低的污水，且無(wú)法對(duì)有機(jī)物進(jìn)行徹底礦化處理，所以通常將其作為預(yù)處理，或者能夠針對(duì)實(shí)際情況，與其他處理方式方法聯(lián)合使用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，已經(jīng)有學(xué)者將紫外光、可見光引入到Fenton體系當(dāng)中，被稱為類Fenton反響，這樣可有效降低處理方式方法的成本，進(jìn)而大幅度提升反響效率和處理效果[1].1.2光催化氧化法光催化氧化法主要是在光照的條件下，半導(dǎo)體光催化劑如ZnO、TiO2、ZnS等在光的激發(fā)作用下使得光生電子與空穴分離，產(chǎn)生的光生空穴可作為氧化劑與H2O反響生成氧化性更強(qiáng)的？OH,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的氧化去除。光催化劑外表的空穴以及電子，其具有很強(qiáng)的氧化性及復(fù)原性，促使有機(jī)物逐步礦化，在整個(gè)經(jīng)過(guò)中，主要是光化學(xué)反響與催化反響之間的有效結(jié)合。光催化氧化技術(shù)在實(shí)際操作經(jīng)過(guò)中，具有氧化效率高、能耗低、且操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效去除污水當(dāng)中的各種有機(jī)污染物。作為新型的污水處理技術(shù)之一，光催化氧化法仍在實(shí)踐發(fā)展階段，有待進(jìn)一步改良與深切進(jìn)入研究，發(fā)展空間宏大。但是光催化劑的光生電子-空穴容易復(fù)合，降低了光催化劑的催化活性，另外，粉末狀的催化劑不易回收，并且需要在一定的紫外光或者可見光條件下才能完成，增加了工藝成本，因而限制了其對(duì)實(shí)際污水處理的大規(guī)模應(yīng)用。相關(guān)研究學(xué)者也在不斷深切進(jìn)入探究，比方如何利用太陽(yáng)能提升光催化氧化實(shí)際效率，光催化反響器如何更好地適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)，相關(guān)問(wèn)題假如能夠得到有效解決，光催化氧化技術(shù)的應(yīng)用范圍也將進(jìn)一步擴(kuò)大，并且具有廣闊的發(fā)展前景[2].1.3臭氧催化氧化法臭氧具有較強(qiáng)的氧化性能，氧化電位為2.07V,能夠直接氧化有機(jī)物。另外，O3能夠在水中分解生成無(wú)選擇性的具有強(qiáng)氧化性的OH,能快速去除水中幾乎所有的有機(jī)污染物。但是單獨(dú)臭氧氧化法工藝成本高，并且在氧化反響中具有一定的選擇性，在氧化降解經(jīng)過(guò)中可能產(chǎn)生有毒的中間產(chǎn)物，氧化效果較差。臭氧催化氧化法是在臭氧氧化體系中參加一定量的催化劑，促進(jìn)臭氧在其外表分解產(chǎn)生氧化活性更強(qiáng)的OH,可有效提高有機(jī)污染物的降解效果。臭氧催化氧化法在實(shí)際應(yīng)用經(jīng)過(guò)中也比擬方便，和有機(jī)物之間發(fā)生反響的速度快，并且不會(huì)產(chǎn)生二次污染，多出來(lái)的臭氧也會(huì)自行分解，最終構(gòu)成O2.為了進(jìn)一步提升臭氧氧化實(shí)際效率，加強(qiáng)組合技術(shù)相關(guān)研究是當(dāng)前的重點(diǎn)。臭氧聯(lián)合氧化法主要包含H2O2/臭氧、UV/臭氧等，在臭氧反響器當(dāng)中適當(dāng)增加紫外線光照射以及H2O2.臭氧聯(lián)合氧化法能夠促使水中的臭氧產(chǎn)生大量的OH,提高氧化降解效率，保障在渾濁度非常高的水環(huán)境中仍然能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行。臭氧分子在水中的溶解度較低，臭氧利用率低，因而，如何讓其更好地溶于水中，進(jìn)一步研究臭氧發(fā)生裝置，使其具備高效低能耗的功能優(yōu)勢(shì)是當(dāng)下的研究發(fā)展重點(diǎn)。1.4電化學(xué)氧化法電化學(xué)氧化法也是一種常見的污水處理方式方法，其主要是在電場(chǎng)環(huán)境作用下，污染物會(huì)在電極外表發(fā)生電化學(xué)反響，或者是電極外表所產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性物質(zhì)，促使污染物發(fā)生一系列的氧化復(fù)原，根據(jù)有機(jī)物降解方式的不同，主要包括直接電化學(xué)氧化法以及間接電化學(xué)氧化法，前者是有機(jī)污染物由溶液向周邊擴(kuò)散，后者是電化學(xué)所產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性產(chǎn)物，并將其作為復(fù)原劑或者氧化劑，促使污染物被分解，逐步轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。電化學(xué)氧化法在實(shí)際應(yīng)用經(jīng)過(guò)中。具備較強(qiáng)的適應(yīng)性、操作便捷，且氧化能力強(qiáng)等眾多優(yōu)勢(shì)，屬于一種環(huán)境溫和型技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于烴、醛、醇等污染物處理中。但在實(shí)際操作中，由于遭到電極穩(wěn)定性、運(yùn)行成本以及處理效率等因素的限制和影響，電化學(xué)氧化法并未被大范圍地應(yīng)用到工業(yè)污水處理中。當(dāng)下，高效電化學(xué)反響器是主要的發(fā)展方向和趨勢(shì)。1.5超聲波氧化法超聲波氧化法主要采用的是16kHz~1MHz波段范圍內(nèi)的超聲波。水溶液中的污染物在超聲波輻射的條件下，會(huì)出現(xiàn)高壓超聲空化、局部高溫、水蒸氣出現(xiàn)分裂等現(xiàn)象，繼而產(chǎn)生高濃度的H2O2以及OH等氧化物質(zhì)，最終能夠快速降解水中的污染物。超聲波氧化法主要包括自由基氧化反響以及高溫高壓熱解反響等類型，再結(jié)合燃燒、自由基氧化等相關(guān)水處理技術(shù)，具有操作簡(jiǎn)單方便、氧化效率高、無(wú)污染或少污染的特點(diǎn)，適用范圍非常廣，具有廣闊的發(fā)展前景[3].超聲波氧化法是一種新興的綠色水處理技術(shù)，能夠單獨(dú)使用，可以以與UV、H2O2、O3、電化學(xué)氧化等技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，能夠顯示出更大的優(yōu)越性。1.6超臨界水氧化法超臨界水氧化法是在溫度高于374℃、壓力大于22.1MPa的條件下制得超臨界水，將其作為介質(zhì)來(lái)氧化分解有機(jī)物。超臨界水具有液態(tài)水和氣態(tài)水的雙重性質(zhì)，氣液相界面消失，成為一個(gè)均相體系，氧化反響速度快。超臨界水同時(shí)也具備很好的擴(kuò)散、傳遞性能，介電常數(shù)非常低，超臨界水氧化法是新型的污水處理技術(shù)，和濕式氧化法比擬類似，但也存在一定的不同之處，在超臨界壓力以及溫度環(huán)境下，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解，反響速度非常快，且反響器體積比擬小，促使有效分離無(wú)機(jī)鹽，這樣能夠省去分離處理環(huán)節(jié)，還能夠產(chǎn)出工業(yè)用鹽，而濕式氧化技術(shù)是不具備的。固然超臨界氧化技術(shù)的應(yīng)用前景特別廣闊，但對(duì)于高溫、高壓等基礎(chǔ)反響條件及環(huán)境要求比擬嚴(yán)格，在氧化環(huán)境下，金屬設(shè)備也比擬容易被腐蝕。所以，在實(shí)際應(yīng)用經(jīng)過(guò)中，逐步引入了催化劑，比擬常見的催化劑有CuO、CeO2等。如今，超臨界水氧化愈加注重節(jié)能設(shè)計(jì)和裝置材料方面的深切進(jìn)入研究，進(jìn)而進(jìn)一步推動(dòng)其工業(yè)化的應(yīng)用與發(fā)展[4].2結(jié)束語(yǔ)社會(huì)經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展的同時(shí)，環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越突出，高級(jí)氧化技術(shù)是一種新型的污水處理技術(shù)，其因具備高效且降解徹底等優(yōu)勢(shì)，得到迅速發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域中，并且遭到了行業(yè)人士的高度重視，具有廣闊的發(fā)展前景。高級(jí)氧化技術(shù)當(dāng)前仍處于發(fā)展階段，華而不實(shí)部分技術(shù)在施行經(jīng)過(guò)中，由于成本較高，且無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用與實(shí)踐，因而，當(dāng)下高級(jí)氧化技術(shù)大多都是和傳統(tǒng)生物處理技術(shù)聯(lián)合使用，進(jìn)而提升其本身實(shí)際處理效率，節(jié)省成本。只要不斷深切進(jìn)入研究，加大研發(fā)力度，才能夠進(jìn)一步完善高級(jí)氧化技術(shù)，為我們國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。以下為參考文獻(xiàn)[1]張旋，王啟山。高級(jí)氧化技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用[J].水處理技術(shù)，2022〔3〕：24-28.[2]鐘理，詹懷宇。高級(jí)氧化技術(shù)在廢水處理