高級(jí)氧化技術(shù)在處理難降解有機(jī)污染物中應(yīng)用

1、高級(jí)氧化技術(shù)在處理難降解有機(jī)污染物中應(yīng)用【摘要】隨著城市工業(yè)的開(kāi)展，城市污水中所含有工業(yè)廢水的比例增大，使得 其中難降解有機(jī)污染物的含量上升，在常規(guī)處理技術(shù)方法難以取得理想處理效果 的情況下，高級(jí)氧化技術(shù)（Fenton法）在處理難降解有機(jī)污染物時(shí)展現(xiàn)出了獨(dú) 特的優(yōu)勢(shì)。本文介紹了該技術(shù)的開(kāi)展過(guò)程、主要類型及應(yīng)用狀況，并對(duì)其在廢水 處理中的優(yōu)勢(shì)、存在問(wèn)題和開(kāi)展趨勢(shì)作出評(píng)述?！娟P(guān)鍵詞】工業(yè)廢水；難降解有機(jī)污染物；化學(xué)氧化法；高級(jí)氧化技術(shù)隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅猛開(kāi)展，各種廢水的排放量逐年增加。工業(yè)廢水具有成分 復(fù)雜、有機(jī)污染物濃度高，可生化性差、色度深且多變甚至有生物毒性等特點(diǎn)， 假設(shè)不經(jīng)處理直接排放，將會(huì)

2、給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重危害。城市污水中隨著工業(yè)廢水的排放量增多，使得難生化降解類有機(jī)物所占比例 增高，污水可生化性變差。而城市污水處理過(guò)程所使用的常規(guī)生物處理法，對(duì)于 難降解有機(jī)物的去除率較低，一般達(dá)不到相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。在城市污水處 理過(guò)程中，如要以較低的處理本錢取得較好的處理效果，就需要針對(duì)不同的污染 物質(zhì)，需要選用不同的處理技術(shù)方法。.難降解有機(jī)廢水的危害在城鎮(zhèn)排水中以煉焦、印染、印刷和制藥等行業(yè)排放的工業(yè)廢水為例，就是 典型的難降解有機(jī)廢水。焦化廢水是焦化廠與煤氣廠在生產(chǎn)過(guò)程中的洗滌水、洗氣水，蒸汽分流后的 別離水和儲(chǔ)罐排水等，含有數(shù)十種無(wú)機(jī)和有機(jī)化合物。其中無(wú)機(jī)化合物主要是大 量氨鹽

3、、硫氫化物、硫化物、氟化物等；有機(jī)化合物除酚類外，還有單環(huán)及多環(huán) 的芳香族化合物、含氮、硫、氧的雜環(huán)化合物等。這種廢水具有成分復(fù)雜、污染 物濃度高、色度高、毒性大、且性質(zhì)非常穩(wěn)定，是一種典型的難降解有機(jī)廢水。印染廢水具有水量水質(zhì)變化大、有機(jī)污染物含量高、色度深、堿性大等特點(diǎn), 屬難處理的工業(yè)廢水。印染加工的四個(gè)工序都要排出廢水，預(yù)處理階段（包括燒 毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等工序）要排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和 絲光廢水，染色工序排出染色廢水，印花工序排出印花廢水和皂液廢水，整理工 序那么排出整理廢水。印染廢水是以上各類廢水的混合廢水，或除漂白廢水以外的 綜合廢水。印刷廢水水量相對(duì)較少，

4、而CODCr非常高，還有一定量的懸浮物、細(xì)菌和溶 解性物質(zhì)，濁度和色度較高，并含有大量的丙烯酸類大分子團(tuán)，如果不經(jīng)過(guò)處理 直接排入城市污水管網(wǎng)進(jìn)入到污水處理廠，會(huì)對(duì)污水處理工藝產(chǎn)生極大的影響， 破壞生物處理系統(tǒng)，污染水環(huán)境。制藥工業(yè)廢水主要包括抗生素生產(chǎn)廢水、合成藥物生產(chǎn)廢水、中成藥生產(chǎn)廢 水以及各類制劑生產(chǎn)過(guò)程的洗滌水和沖洗廢水四大類。屬于較難處理的高濃度有 機(jī)污水之一，因藥物產(chǎn)品不同、生產(chǎn)工藝不同而差異較大，而且制藥廠通常是 采用間歇生產(chǎn)，產(chǎn)品的種類變化較大，造成了廢水的水質(zhì)、水量及污染物的種 類變化較大。其特點(diǎn)是組成復(fù)雜，有機(jī)污染物種類多、濃度高，CODCr值和BOD5 值高且波動(dòng)性大，

5、廢水的B0D5/C0DCr值差異較大，NH3-N濃度高，色度深， 毒性大和懸浮物濃度高。.化學(xué)氧化法在處理難降解有機(jī)污染物中的應(yīng)用城市污水中如混入了上述的各種工業(yè)廢水，難生化降解類有機(jī)物比例升高， 污水可生化性變差。以常規(guī)生物處理法，對(duì)于難降解有機(jī)物的去除率較低。而化學(xué)氧化法因能夠有效氧化去除傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)無(wú)法去除的難降解有 機(jī)物，在廢水處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用?；瘜W(xué)氧化法根據(jù)所用氧化劑的種類，分 為有臭氧氧化法、氯氧化法、光催化氧化法、濕式氧化法、高級(jí)氧化法等。近年來(lái)，高級(jí)氧化技術(shù)（Fenton法）用于處理難降解有機(jī)廢水的研究，已 獲得顯著的進(jìn)展。下面就對(duì)高級(jí)氧化法處理技術(shù)方法做一介紹。高級(jí)

6、氧化技術(shù)（Fenton法）又稱深度氧化技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是使用亞鐵鹽和過(guò) 氧化氫的組合而成的Fenton試劑，H202在Fe2+的催化作用下生成具有高反響 活性的羥基自由基（0H）,而0H可與大多數(shù)有機(jī)物作用使其降解。隨著研究的深入，又把紫外光（UV）、草酸鹽（C2024-）等引入Fenton試 劑中，使其氧化能力大大增強(qiáng)。它主要包括電化學(xué)氧化法、濕式氧化法、超臨界 水氧化法、光催化氧化法和超聲降解法等。.高級(jí)氧化技術(shù)（Fenton法）的類型及特點(diǎn)1普通Fenton法普通Fenton法是H202在Fc2+的催化作用下分解產(chǎn)生 0H,將有機(jī)物氧化 分解成小分子。同時(shí)，F(xiàn)e2+被氧化成Fe3+產(chǎn)生混凝沉

7、淀，去除大量有機(jī)物。2 光 Fenton 法2. 1 UV/Fenton 法UV/Fenton法也叫光助Fenton法，是普通Fenton法與UV/H202兩種系統(tǒng)的 復(fù)合。與該兩種系統(tǒng)相比，當(dāng)有光輻射(如紫外光、可見(jiàn)光)時(shí)，由于Fe3+和 紫外線對(duì)H202的催化分解存在協(xié)同效應(yīng)的原因，使得Fenton試劑的氧化性能有 很大的改善。2.2 UV-vis/草酸鐵絡(luò)合物/H202法與UV/Fcnton法相比，引入光化學(xué)活性較高的物質(zhì)(含F(xiàn)03+的草酸鹽絡(luò)合 物)時(shí)，可有效提高對(duì)紫外線和可見(jiàn)光的利用效果，可用于處理高濃度有機(jī)廢 水。3 電 Fenton 法電Fenton法是利用電化學(xué)法產(chǎn)生的H202

8、和Fe2+作為Fenton試劑的持續(xù)來(lái) 源，比普通Fenton法提高了對(duì)有機(jī)物的礦化程度。由于H202的本錢遠(yuǎn)高于Fe2+, 所以通過(guò)電化學(xué)法將自動(dòng)產(chǎn)生11202的機(jī)制引入Fenton體系具有很大的實(shí)際應(yīng)用 意義，可以說(shuō)電Fenton法是Fenton法開(kāi)展的一個(gè)方向。3. 1 EF-Fenton 法該法乂稱陰極電解Fenton法，其基本原理是將02噴射到電解池陰極上產(chǎn)生 H202,并與Fe2+發(fā)生Fenton反響。電解Fenton體系中的02可通過(guò)曝氣的方式 加入，也可通過(guò)H20在陽(yáng)極氧化產(chǎn)生。3. 3. 2 EF-Feox法又稱犧牲陽(yáng)極法，通過(guò)陽(yáng)極氧化產(chǎn)生的Fe2+與加入的H202進(jìn)行Fen

9、ton反 應(yīng)。由陽(yáng)極溶解出的Fe2+和Fe3+可水解成Fe (0H) 2和Fe (OH) 3,對(duì)水中的 有機(jī)物具有很強(qiáng)的混凝作用，其去除效果好于EF-Fenton法。3.3 FSR 法、EF-Fere 法FSR法即Fenton污泥循環(huán)系統(tǒng)，又稱Fe3+循環(huán)法。該系統(tǒng)包括一個(gè)Fenton 反響器和一個(gè)將Fc (0H) 3轉(zhuǎn)化成Fc2+的電池，可以加速Fe3+向Fe2+的轉(zhuǎn)化， 提高-0H產(chǎn)率，但pH必須小于k EF-Fere法是FSR法的改進(jìn)，去掉了 Fenton 反響器，直接在電池裝置中發(fā)生Fenton反響，其pH操作范圍（小于2. 5）和電 流效率均大于FSR法。4.高級(jí)氧化技術(shù)（Fento

10、n法）在處理難降解有機(jī)污染物中的應(yīng)用Fenton法在處理難降解有機(jī)廢水時(shí)，具有一般化學(xué)氧化法無(wú)法比較的優(yōu)點(diǎn)。 但H2O2價(jià)格昂貴，單獨(dú)使用往往本錢太高，因而在實(shí)際應(yīng)用中，通常是與其他 處理方法聯(lián)用，將其用于廢水的預(yù)處理或最終深度處理，以取得最正確效果。1廢水的預(yù)處理在工業(yè)廢水的預(yù)處理中加入少量的Fenton試劑，通過(guò)-0H與有機(jī)物的反響, 使廢水中的難降解有機(jī)物發(fā)生局部的氧化、偶合或氧化，形成分子量不太大的中 間產(chǎn)物，從而改變它們的可生化性、溶解性和混凝沉淀性，然后通過(guò)后續(xù)的生化 法或混凝沉淀法加以去除，可到達(dá)凈化的目的。2廢水的最終深度處理一些工業(yè)廢水，經(jīng)物化、生化處理后，水中仍殘留少量的生

11、物難降解有機(jī)物, 當(dāng)水質(zhì)不能滿足排放要求時(shí)，可以采用Fenton試劑對(duì)其進(jìn)行深度處理。例如， 采用中和一生化法處理染料廢水時(shí)，由于一些生物難降解有機(jī)物還未除去，出水 的COD和色度不能到達(dá)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)，加入少量的Fenton試劑，可以同 時(shí)到達(dá)去除COD和脫色的目的，使出水到達(dá)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。高級(jí)氧化技術(shù)從廣義上說(shuō)，是利用催化劑、或光輻射、或電化學(xué)作用，通過(guò) H202產(chǎn)生羥基自由基（011）處理有機(jī)物的技術(shù)。隨著開(kāi)展過(guò)程的深入，在研 究中將光化學(xué)和電化學(xué)等各種因素引入Fenton試劑，從而大大增強(qiáng)了試劑的氧 化能力，使其具有了在一般化學(xué)氧化法難以奏效時(shí)，處理難降解有機(jī)廢水的特 點(diǎn)。并且在處理過(guò)程中除氧化作用之外，同時(shí)可起到混凝作用的效果，使過(guò)程出 水水質(zhì)有了很大的提高。具有非常大的開(kāi)展前景，至今已成功運(yùn)用于多種工業(yè)廢 水的處理?？啤緟⒖嘉墨I(xiàn)】1蔣克彬主編.污水處理工藝與應(yīng)用，中國(guó)石化出版社.2高艷玲主編.城市污水處理技術(shù)工藝運(yùn)行管理，中國(guó)建材工業(yè)出版社.3劉勇弟，王華星，朱亞新.Fent