第七章-高級(jí)氧化處理技術(shù)

1、Beijing Institute of Petro-chemical Technology第七章高級(jí)氧化處理技術(shù)第七章高級(jí)氧化處理技術(shù)7.1 7.1 廢水處理高級(jí)氧化技術(shù)的進(jìn)展廢水處理高級(jí)氧化技術(shù)的進(jìn)展7.2 7.2 典型高級(jí)氧化工藝典型高級(jí)氧化工藝Beijing Institute of Petro-chemical Technology2第七章高級(jí)氧化處理技術(shù)第七章高級(jí)氧化處理技術(shù)7.1 廢水處理高級(jí)氧化技術(shù)的進(jìn)展廢水處理高級(jí)氧化技術(shù)的進(jìn)展1835年年Semmdwens使用使用氧化劑氧化劑分解由微生物、分解由微生物、無(wú)機(jī)廢物和有毒化學(xué)物質(zhì)引起的污染水源。（無(wú)機(jī)廢物和有毒化學(xué)物質(zhì)引起的污染

2、水源。（1920年年在英國(guó)的舍菲爾德建造第一座具有工業(yè)規(guī)模的在英國(guó)的舍菲爾德建造第一座具有工業(yè)規(guī)模的活性污活性污泥污水處理廠泥污水處理廠 ）氯氧化消毒工藝為人類(lèi)控制水傳染疾病起了十分氯氧化消毒工藝為人類(lèi)控制水傳染疾病起了十分重要的作用。缺點(diǎn)：重要的作用。缺點(diǎn)：（1）重金屬離子、有機(jī)溶劑分解）重金屬離子、有機(jī)溶劑分解作用很弱。（作用很弱。（2）生成三致物質(zhì)：三鹵甲烷（）生成三致物質(zhì)：三鹵甲烷（THMs)和和鹵乙酸（鹵乙酸（HAAs)。采用新的氧化劑：過(guò)氧化氫（。采用新的氧化劑：過(guò)氧化氫（H2O2)、臭氧臭氧（O3）、二氧化氯（、二氧化氯（ClO2)。Beijing Institute of Pe

3、tro-chemical Technology37.1 廢水處理高級(jí)氧化技術(shù)的進(jìn)展廢水處理高級(jí)氧化技術(shù)的進(jìn)展高級(jí)氧化工藝（高級(jí)氧化工藝（advanced oxidation processes, AOPs)：以自由羥基：以自由羥基（OH）作為氧化劑，采用兩種）作為氧化劑，采用兩種或多種氧化劑聯(lián)用發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，或者與催化劑聯(lián)用，或多種氧化劑聯(lián)用發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，或者與催化劑聯(lián)用，提高提高OH的生成量和生成速度，加快反應(yīng)速率，提高的生成量和生成速度，加快反應(yīng)速率，提高處理效率和出水水質(zhì)。處理效率和出水水質(zhì)。Beijing Institute of Petro-chemical Technology47

4、.1.1自由羥基自由羥基OH自由羥基自由羥基OH是最具活性的氧化劑，在是最具活性的氧化劑，在AOPs中起中起主要的控制作用，是氧化反應(yīng)的中間產(chǎn)物，在天然水主要的控制作用，是氧化反應(yīng)的中間產(chǎn)物，在天然水體和大多數(shù)飲用水中，具有體和大多數(shù)飲用水中，具有10s的平均壽命的平均壽命。 如：如：O3的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)分解生成的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)分解生成OH 、光分解、光分解H2O2生成生成OH 、Fenton反應(yīng)生成反應(yīng)生成OH 等。等。Beijing Institute of Petro-chemical Technology57.1.2高級(jí)氧化工藝的特點(diǎn)高級(jí)氧化工藝的特點(diǎn)7.1.2.1高氧化性高氧化性氧化

5、劑氧化劑氧化電位氧化電位/VOH3.08O32.07H2O21.77HClO1.63Cl21.36Beijing Institute of Petro-chemical Technology67.1.2.2 快速反應(yīng)快速反應(yīng)臭氧的反應(yīng)速率常數(shù)：臭氧的反應(yīng)速率常數(shù)：KO30.01-1000L/(mols)OH自由基反應(yīng)速率常數(shù)：自由基反應(yīng)速率常數(shù)：K OH 108-1010L/(mols)臭氧臭氧對(duì)不同污染物的氧化速率相差很大，表現(xiàn)出對(duì)不同污染物的氧化速率相差很大，表現(xiàn)出較強(qiáng)的選擇性較強(qiáng)的選擇性； OH自由基對(duì)不同污染物氧化速率相自由基對(duì)不同污染物氧化速率相差不大，可實(shí)現(xiàn)多種污染物的同步去除。差

6、不大，可實(shí)現(xiàn)多種污染物的同步去除。Beijing Institute of Petro-chemical Technology77.1.2.3 降低降低TOC和和DOC普通化學(xué)氧化不能達(dá)到普通化學(xué)氧化不能達(dá)到顯著顯著降低降低TOC和和DOC的效的效果。如臭氧氧化腐殖質(zhì)，生成小分子的醛類(lèi)（甲醛、果。如臭氧氧化腐殖質(zhì)，生成小分子的醛類(lèi)（甲醛、乙醛等）和羧酸（甲酸、乙酸等），積累于溶液中。乙醛等）和羧酸（甲酸、乙酸等），積累于溶液中。甲醛有致突變和致癌性。如果同時(shí)存在大量的溴化物甲醛有致突變和致癌性。如果同時(shí)存在大量的溴化物時(shí)形成溴酸鹽化合物，如時(shí)形成溴酸鹽化合物，如3-溴溴-2-甲基甲基-2-丁醇

7、，對(duì)人體丁醇，對(duì)人體健康更加有害。健康更加有害。高級(jí)氧化工藝把有機(jī)物徹底氧化成高級(jí)氧化工藝把有機(jī)物徹底氧化成CO2和和H2O。Beijing Institute of Petro-chemical Technology87.1.2.4提高廢水可生物降解性提高廢水可生物降解性臭氧活性污泥處理垃圾滲濾液，降低對(duì)生物硝臭氧活性污泥處理垃圾滲濾液，降低對(duì)生物硝化毒性，化毒性，COD/BOD的值從的值從16降至降至6。預(yù)處理成本約。預(yù)處理成本約1.34歐元?dú)W元/kgCOD。臭氧活性炭組合工藝，使溶解性有機(jī)物低分子臭氧活性炭組合工藝，使溶解性有機(jī)物低分子化，化，UV值變小，提高生物活性炭床的生物降解效能和

8、值變小，提高生物活性炭床的生物降解效能和吸附效能。吸附效能。高級(jí)氧化工藝中，如高級(jí)氧化工藝中，如H2O2/UV、O3/H2O2比單獨(dú)采比單獨(dú)采用臭氧能更有效提高污染物的可生化降解性。用臭氧能更有效提高污染物的可生化降解性。Beijing Institute of Petro-chemical Technology97.1.2.5減少三鹵甲烷（減少三鹵甲烷（THMs）和溴酸鹽生成）和溴酸鹽生成三鹵甲烷具有明顯的致突變作用，其前驅(qū)物是富三鹵甲烷具有明顯的致突變作用，其前驅(qū)物是富里酸和腐殖酸。臭氧氧化能夠減少三鹵甲烷生成勢(shì)里酸和腐殖酸。臭氧氧化能夠減少三鹵甲烷生成勢(shì)（THMFP），不能完全消除，且有

9、生成溴酸鹽的危險(xiǎn)。），不能完全消除，且有生成溴酸鹽的危險(xiǎn)。高級(jí)氧化工藝如高級(jí)氧化工藝如H2O2/UV、O3/H2O2能有效減少能有效減少THMs的生成。的生成。 OH自由基能徹底氧化自由基能徹底氧化THMs前驅(qū)物，前驅(qū)物，也可消除水中的也可消除水中的THMs。Beijing Institute of Petro-chemical Technology107.1.3高級(jí)氧化工藝的研究進(jìn)展及典型工藝介紹高級(jí)氧化工藝的研究進(jìn)展及典型工藝介紹7.1.3.1 Fenton反應(yīng)反應(yīng)Fenton法是法是1894年年芬頓芬頓在研究酒石酸在研究酒石酸( Tartaric Acid )分解時(shí)發(fā)現(xiàn)：加入分解時(shí)發(fā)現(xiàn)：

10、加入亞鐵離子亞鐵離子（Fe2+）可加）可加強(qiáng)強(qiáng)過(guò)氧過(guò)氧化氫化氫（H2O2）氧化能力，可氧化許多種有機(jī)物。此后）氧化能力，可氧化許多種有機(jī)物。此后經(jīng)多人實(shí)驗(yàn)證實(shí)，于是便將此二種試劑合稱(chēng)為經(jīng)多人實(shí)驗(yàn)證實(shí)，于是便將此二種試劑合稱(chēng)為Fenton試劑試劑。Beijing Institute of Petro-chemical Technology117.1.3.1 Fenton反應(yīng)反應(yīng)Fenton反應(yīng)反應(yīng)是以是以亞鐵離子亞鐵離子作為催化劑來(lái)催化作為催化劑來(lái)催化過(guò)氧過(guò)氧化氫化氫(H2O2)，使其產(chǎn)生羥基自由基（，使其產(chǎn)生羥基自由基（OH），進(jìn)行有機(jī)），進(jìn)行有機(jī)物的氧化，羥基自由基具有物的氧化，羥基自由基具

11、有強(qiáng)強(qiáng)的氧化能力，可與大部的氧化能力，可與大部分的分的芳香族有機(jī)物芳香族有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)亞鐵離子氧化成鐵進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)亞鐵離子氧化成鐵離子離子(Fe3+)，鐵離子又會(huì)與雙氧水反應(yīng)，并還原成亞鐵，鐵離子又會(huì)與雙氧水反應(yīng)，并還原成亞鐵離子離子(Fe2+)。Beijing Institute of Petro-chemical Technology127.1.3.1 Fenton反應(yīng)反應(yīng)Fe2+ + H2O2 Fe3+ + OH- +OHFe3+ + H2O2 Fe2+ + HO2 + H+ H2O2 + OH HO2+ H2OFe3+ HO2 Fe2+ + H+ + O2Fe2+ HO2 Fe

12、3+ + HO2- Fe2+ + OH Fe3+ + OH-Fe2+ HO2+ H+ Fe3+ + H2O2 Beijing Institute of Petro-chemical Technology137.1.3.1 Fenton反應(yīng)反應(yīng) Fenton試劑一方面可利用過(guò)氧化氫與亞鐵離子反試劑一方面可利用過(guò)氧化氫與亞鐵離子反應(yīng)產(chǎn)生具有應(yīng)產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基強(qiáng)氧化能力的羥基自由基（OH），），可氧可氧化水中難分解的有機(jī)物。另一方面，亞鐵離子氧化成化水中難分解的有機(jī)物。另一方面，亞鐵離子氧化成鐵離子（鐵離子（Fe3+），鐵離子有），鐵離子有混凝作用混凝作用也可去除部分有也可去除部分有機(jī)

13、物。機(jī)物。Fenton氧化法在眾多相關(guān)的廢水處理技術(shù)中，已氧化法在眾多相關(guān)的廢水處理技術(shù)中，已被認(rèn)為是被認(rèn)為是最有效最有效、最簡(jiǎn)單最簡(jiǎn)單且且經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)的方法之一。的方法之一。Beijing Institute of Petro-chemical Technology14Fenton的反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)過(guò)程Fenton Fenton 反應(yīng)過(guò)程可分成三個(gè)階段反應(yīng)過(guò)程可分成三個(gè)階段：第一階段為過(guò)氧化氫與亞鐵的接觸反應(yīng)，產(chǎn)生第一階段為過(guò)氧化氫與亞鐵的接觸反應(yīng)，產(chǎn)生羥基自由基，羥基自由基，pH3pH3為最佳的操作條件為最佳的操作條件。2322FeH OFeOHOHBeijing Institute of Pe

14、tro-chemical Technology15Fenton的反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)過(guò)程第二階段過(guò)氧化氫、亞鐵、有機(jī)物與羥基自由基第二階段過(guò)氧化氫、亞鐵、有機(jī)物與羥基自由基的競(jìng)爭(zhēng)。大部分有機(jī)物對(duì)羥基自由基競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)于亞鐵，的競(jìng)爭(zhēng)。大部分有機(jī)物對(duì)羥基自由基競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)于亞鐵，而亞鐵又而亞鐵又強(qiáng)強(qiáng)于過(guò)氧化氫。但三者會(huì)受其本身濃度高低于過(guò)氧化氫。但三者會(huì)受其本身濃度高低改變其競(jìng)爭(zhēng)改變其競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)強(qiáng)度，因此需控制添加的濃度比例。度，因此需控制添加的濃度比例。第三階段為第三階段為H2O2-Fe2+和和H2O2-Fe3+ 兩系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，兩系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，可調(diào)控過(guò)氧化劑與亞鐵添加比例，使有機(jī)物能在兩系可調(diào)控過(guò)氧化劑與亞鐵添加比例，使有

15、機(jī)物能在兩系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換被分解。統(tǒng)中轉(zhuǎn)換被分解。Beijing Institute of Petro-chemical Technology16影響影響Fenton試劑氧化能力的因素試劑氧化能力的因素（1）亞鐵離子濃度）亞鐵離子濃度（2）過(guò)氧化氫濃度）過(guò)氧化氫濃度（3）反應(yīng)溫度）反應(yīng)溫度（4）溶液的）溶液的pH值值Beijing Institute of Petro-chemical Technology17（1）亞鐵離子濃度）亞鐵離子濃度在在Fenton試劑的反應(yīng)中，亞鐵離子主要是扮演著試劑的反應(yīng)中，亞鐵離子主要是扮演著催化過(guò)氧化氫的角色。若溶液中沒(méi)有有亞鐵離子當(dāng)觸催化過(guò)氧化氫的角色。若溶液中沒(méi)

16、有有亞鐵離子當(dāng)觸媒，沒(méi)有羥基自由基的生成。一般分解反應(yīng)會(huì)隨亞鐵媒，沒(méi)有羥基自由基的生成。一般分解反應(yīng)會(huì)隨亞鐵離子的濃度增加而加快，但亞鐵離子本身會(huì)與有機(jī)物離子的濃度增加而加快，但亞鐵離子本身會(huì)與有機(jī)物形成競(jìng)爭(zhēng)，亞鐵離子濃度過(guò)高會(huì)增加羥基自由基的消形成競(jìng)爭(zhēng)，亞鐵離子濃度過(guò)高會(huì)增加羥基自由基的消耗，反而造成處理效果的下降，反應(yīng)式如下：耗，反而造成處理效果的下降，反應(yīng)式如下： Fe2+ + OH Fe3+ + OH- 亞鐵離子濃度應(yīng)維持在亞鐵離子濃度應(yīng)維持在亞鐵離子亞鐵離子與其與其反應(yīng)物反應(yīng)物之濃之濃度比值為度比值為1:10-50(wt/wt)。 Beijing Institute of Petro

17、-chemical Technology18亞鐵亞鐵在在Fenton氧化亦具有氧化亦具有混凝混凝的功能，因此過(guò)量的功能，因此過(guò)量的鐵離子加入將會(huì)造成過(guò)度的混凝，降低的鐵離子加入將會(huì)造成過(guò)度的混凝，降低Fenton試劑試劑通過(guò)氧化處理的效果。通過(guò)氧化處理的效果。Beijing Institute of Petro-chemical Technology19（2）過(guò)氧化氫濃度）過(guò)氧化氫濃度隨著隨著過(guò)氧化氫過(guò)氧化氫添加量的增加，有機(jī)物的氧化效果添加量的增加，有機(jī)物的氧化效果亦將隨之提高，并且過(guò)氧化氫的添加濃度不同，則分亦將隨之提高，并且過(guò)氧化氫的添加濃度不同，則分解反應(yīng)生成的產(chǎn)物將會(huì)有所差異。在過(guò)氧

18、化氫濃度越解反應(yīng)生成的產(chǎn)物將會(huì)有所差異。在過(guò)氧化氫濃度越高的情況下，其氧化反應(yīng)產(chǎn)物更接近于最終產(chǎn)物。當(dāng)高的情況下，其氧化反應(yīng)產(chǎn)物更接近于最終產(chǎn)物。當(dāng)溶液中的過(guò)氧化氫濃度過(guò)高時(shí)，反而會(huì)使過(guò)氧化氫與溶液中的過(guò)氧化氫濃度過(guò)高時(shí)，反而會(huì)使過(guò)氧化氫與有機(jī)物競(jìng)爭(zhēng)羥基自由基，而造成反應(yīng)速率可能不如預(yù)有機(jī)物競(jìng)爭(zhēng)羥基自由基，而造成反應(yīng)速率可能不如預(yù)期一樣增加。期一樣增加。Beijing Institute of Petro-chemical Technology20當(dāng)當(dāng)Fenton 試劑系統(tǒng)中過(guò)氧化氫濃度遠(yuǎn)高于亞鐵離試劑系統(tǒng)中過(guò)氧化氫濃度遠(yuǎn)高于亞鐵離子濃度時(shí)，子濃度時(shí)，F(xiàn)enton 法所產(chǎn)生的法所產(chǎn)生的羥基自由

19、基會(huì)與過(guò)氧化羥基自由基會(huì)與過(guò)氧化氫氫反應(yīng)產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)生perhydroxyl radical (HO2)及一系列反應(yīng)，及一系列反應(yīng)，且三價(jià)鐵離子會(huì)與且三價(jià)鐵離子會(huì)與HO2進(jìn)行氧化還原反應(yīng)生成進(jìn)行氧化還原反應(yīng)生成superoxide radical anion (O2 )。自由基達(dá)到穩(wěn)定濃度所需反應(yīng)時(shí)間隨加藥量增加而自由基達(dá)到穩(wěn)定濃度所需反應(yīng)時(shí)間隨加藥量增加而增加。若以增加。若以連續(xù)的方式加入低濃度的過(guò)氧化氫連續(xù)的方式加入低濃度的過(guò)氧化氫，減少因，減少因?yàn)檫^(guò)氧化氫初始濃度過(guò)高所導(dǎo)致的抑制效應(yīng)，亦可得到為過(guò)氧化氫初始濃度過(guò)高所導(dǎo)致的抑制效應(yīng)，亦可得到較好的氧化效果。較好的氧化效果。Beijing I

20、nstitute of Petro-chemical Technology21（3）反應(yīng)溫度）反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度是在反應(yīng)溫度是在小于小于20以下時(shí)，其對(duì)有機(jī)物的氧以下時(shí)，其對(duì)有機(jī)物的氧化速率將會(huì)隨溫度升高而加快。但是，倘若將其反應(yīng)化速率將會(huì)隨溫度升高而加快。但是，倘若將其反應(yīng)的溫度升高至的溫度升高至40-50時(shí)，其時(shí)，其Fenton反應(yīng)將會(huì)可能因反應(yīng)將會(huì)可能因?yàn)闇囟冗^(guò)高，進(jìn)而使過(guò)氧化氫自行分解成水與氧為溫度過(guò)高，進(jìn)而使過(guò)氧化氫自行分解成水與氧 (2H2O2 2H2O + O2 )，造成，造成Fenton試劑對(duì)氧化有機(jī)試劑對(duì)氧化有機(jī)物的反應(yīng)速率減慢。物的反應(yīng)速率減慢。 當(dāng)過(guò)氧化氫濃度超過(guò)當(dāng)過(guò)氧化氫

21、濃度超過(guò)10-20g/L 時(shí)，在其經(jīng)濟(jì)與安時(shí)，在其經(jīng)濟(jì)與安全的考慮下，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇適當(dāng)?shù)臏囟?。在一般商業(yè)應(yīng)全的考慮下，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇適當(dāng)?shù)臏囟?。在一般商業(yè)應(yīng)用上，通常將其反應(yīng)的溫度設(shè)定在用上，通常將其反應(yīng)的溫度設(shè)定在20-40之間。之間。Beijing Institute of Petro-chemical Technology22（4）溶液的）溶液的pH值值在在pH值在值在2 4的范圍內(nèi)，通?？傻玫捷^快有機(jī)物的范圍內(nèi)，通?？傻玫捷^快有機(jī)物的分解速率。的分解速率。 當(dāng)當(dāng)pH值大于值大于4時(shí)，形成三價(jià)鐵復(fù)合物，而防礙亞鐵時(shí)，形成三價(jià)鐵復(fù)合物，而防礙亞鐵離子催化過(guò)氧化氫生成羥基自由基的反應(yīng)，且影響后離子

22、催化過(guò)氧化氫生成羥基自由基的反應(yīng)，且影響后續(xù)生成的續(xù)生成的Fe3+與與H2O2反應(yīng)生成反應(yīng)生成Fe2+的機(jī)制，因此有機(jī)的機(jī)制，因此有機(jī)物的分解速率便明顯減慢。物的分解速率便明顯減慢。 在在pH值小于值小于2時(shí)，時(shí)，F(xiàn)e2+并無(wú)與并無(wú)與H2O2作用生成羥基作用生成羥基自由基進(jìn)行分解反應(yīng)，而進(jìn)行自由基進(jìn)行分解反應(yīng)，而進(jìn)行H2O2 H H3O2 ，所以所以pH值小于值小于2時(shí)難以有機(jī)物的進(jìn)行分解反應(yīng)。時(shí)難以有機(jī)物的進(jìn)行分解反應(yīng)。Beijing Institute of Petro-chemical Technology23Fenton試劑具有的優(yōu)點(diǎn)試劑具有的優(yōu)點(diǎn)a. 亞鐵鹽和過(guò)氧化氫二者皆具有水溶性

23、，反應(yīng)快且成亞鐵鹽和過(guò)氧化氫二者皆具有水溶性，反應(yīng)快且成本較低。本較低。 b. 過(guò)氧化氫會(huì)自行分解成過(guò)氧化氫會(huì)自行分解成H2O與與O2，而其不會(huì)對(duì)環(huán)境，而其不會(huì)對(duì)環(huán)境境造成二次危害。境造成二次危害。 c. 由于進(jìn)行催化反應(yīng)時(shí)可不需要引入光線，故反應(yīng)器由于進(jìn)行催化反應(yīng)時(shí)可不需要引入光線，故反應(yīng)器的設(shè)計(jì)較有的設(shè)計(jì)較有UV光系統(tǒng)簡(jiǎn)單，且成本較低。光系統(tǒng)簡(jiǎn)單，且成本較低。 d. 以以Fenton法處理廢水的有機(jī)物法處理廢水的有機(jī)物(如酚、氯酚如酚、氯酚)方面都方面都很成功而且價(jià)格不貴。很成功而且價(jià)格不貴。 e. 能處理微生物難以分解的有機(jī)毒物。能處理微生物難以分解的有機(jī)毒物。Beijing Insti

24、tute of Petro-chemical Technology24Fenton試劑對(duì)操作條件要求的小結(jié)試劑對(duì)操作條件要求的小結(jié)a. pH 24為為Fenton反應(yīng)的最佳范圍。反應(yīng)的最佳范圍。 b. 在反應(yīng)溶液中，加入在反應(yīng)溶液中，加入FeSO4作為亞鐵離子的來(lái)源，作為亞鐵離子的來(lái)源，其加入的鐵離子在反應(yīng)中可視為觸媒。其加入的鐵離子在反應(yīng)中可視為觸媒。 c. 在在反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)過(guò)程中，需加入過(guò)氧化氫，若當(dāng)，需加入過(guò)氧化氫，若當(dāng)pH值太高時(shí)，值太高時(shí)，F(xiàn)e2+會(huì)變成會(huì)變成Fe(OH)3 而沉淀。而而沉淀。而Fe(OH)3催化催化H2O2在反在反應(yīng)過(guò)程中分解成氧（應(yīng)過(guò)程中分解成氧（H2O2 O2

25、），若），若O2濃度過(guò)高時(shí)，濃度過(guò)高時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)?？赡軙?huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)。 Beijing Institute of Petro-chemical Technology25d. 芬頓試劑的反應(yīng)速率隨溫度上升而增加，但是溫度芬頓試劑的反應(yīng)速率隨溫度上升而增加，但是溫度高于高于4050之后，之后，H2O2會(huì)加速分解為會(huì)加速分解為O2和和H2O。大。大部分商業(yè)上芬頓試劑的的應(yīng)用多控制在部分商業(yè)上芬頓試劑的的應(yīng)用多控制在2040中發(fā)中發(fā)生。生。 e. 一般而言，鐵在水中的濃度使用通常為一般而言，鐵在水中的濃度使用通常為 Fe2+ :H2O2 = 1:510 (wt/wt)，若鐵離子的濃度小于，若鐵離子的

26、濃度小于25-50 (mg/L) ，而其反應(yīng)所需時(shí)間較長(zhǎng)，約為而其反應(yīng)所需時(shí)間較長(zhǎng)，約為1024 hr。 Beijing Institute of Petro-chemical Technology267.1.3.2 UV/H2O2OHOHhv222每一分子每一分子H2O2可產(chǎn)生兩分子的可產(chǎn)生兩分子的OH 。Beijing Institute of Petro-chemical Technology277.1.3.3 H2O2/O32322322OOHOOHH2O2臭氧臭氧是最有可能在現(xiàn)有水廠通過(guò)工藝改造是最有可能在現(xiàn)有水廠通過(guò)工藝改造實(shí)現(xiàn)的高級(jí)氧化工藝，并且其費(fèi)用相對(duì)較低。實(shí)現(xiàn)的高級(jí)氧化工藝

27、，并且其費(fèi)用相對(duì)較低。 Beijing Institute of Petro-chemical Technology287.1.3.4 UV/O322223OHOOHOhvOHOHhv222Beijing Institute of Petro-chemical Technology297.1.3.5 UV/H2O2/O37.1.3.6 光催化氧化光催化氧化常用催化劑：常用催化劑：TiO2( (德國(guó)德國(guó)德固賽德固賽公司公司P25)P25)（1 1）TiO2光催化氧化反應(yīng)機(jī)理光催化氧化反應(yīng)機(jī)理產(chǎn)生空穴和電子對(duì)。產(chǎn)生空穴和電子對(duì)。（2）高效催化劑的研制）高效催化劑的研制納米級(jí)納米級(jí)TiO2、 TiO

28、2固定、固定、 TiO2改性及復(fù)合材料。改性及復(fù)合材料。Beijing Institute of Petro-chemical Technology30（3）高效反應(yīng)器的研究）高效反應(yīng)器的研究目前光催化氧化技術(shù)所采用的光源主要分為人工目前光催化氧化技術(shù)所采用的光源主要分為人工和天然光源二大類(lèi)和天然光源二大類(lèi),即紫外燈和太陽(yáng)光。這二種光源均即紫外燈和太陽(yáng)光。這二種光源均存在一些問(wèn)題存在一些問(wèn)題,阻礙了光催化氧化技術(shù)的商業(yè)化推廣應(yīng)阻礙了光催化氧化技術(shù)的商業(yè)化推廣應(yīng)用。如紫外燈的冷卻套管造成反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜用。如紫外燈的冷卻套管造成反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜;而太陽(yáng)而太陽(yáng)光的可利用效率較低使反應(yīng)器體積龐大。光的可

29、利用效率較低使反應(yīng)器體積龐大。 Beijing Institute of Petro-chemical Technology31微波強(qiáng)化光催化微波強(qiáng)化光催化Beijing Institute of Petro-chemical Technology327.1.3.4濕式氧化（濕式氧化（WO）和催化濕式氧化（）和催化濕式氧化（CWO）濕式氧化法：在高溫（濕式氧化法：在高溫（150-350）和高壓（）和高壓（5-20MPa）下，用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中溶）下，用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機(jī)物或還原態(tài)的無(wú)機(jī)物，生成二氧解態(tài)或懸浮態(tài)的有機(jī)物或還原態(tài)的無(wú)機(jī)物，生成二氧化碳和

30、水等小分子物質(zhì)。化碳和水等小分子物質(zhì)。停留時(shí)間：停留時(shí)間：15min-120min; COD濃度：濃度：20-200g/L; 典型典型COD去除率：去除率：75-90%，不能完全無(wú)機(jī)化。，不能完全無(wú)機(jī)化。Beijing Institute of Petro-chemical Technology33濕式氧化工藝濕式氧化工藝Beijing Institute of Petro-chemical Technology34問(wèn)題與困難問(wèn)題與困難（1 1） 運(yùn)行條件苛刻運(yùn)行條件苛刻（2 2）腐蝕）腐蝕反應(yīng)器材質(zhì)反應(yīng)器材質(zhì)不銹鋼在不銹鋼在450K-560K450K-560K抗抗ClCl- -300mg/L300mg/L。替代品：鈦、。替代品：鈦、鎳鉻