常用高级氧化技术比较

常用高级氧化技术比较

 

一、高级氧化的定义与特点

（1）定义：通过羟基自由基(·OH)对有机污染物进行氧化的反应统称为高级氧化工艺，简称AOPs。

（2）特点：

l 羟基自由基具有极强的氧化性，EOP=2.80V；

l 属于游离基反应，反应速度非常快；

l 必要时可以将污染物完全矿化（CO2、H2O）。

二、常用高级氧化技术比较

1 、Fenton氧化

反应条件：pH=3.0±0.5，常温、常压。

优点：操作简便，氧化效果好；可根据水质变化灵活调节双氧水和硫酸亚铁的用量；无需特殊设备，投资和运行成本相对较低。

缺点：适宜pH范围很窄，反应前加酸、反应后加碱调节pH，既消耗了酸碱、又增加了废水的盐分; 还副产大量含铁污泥（可能是危险固体废物）。

 

2、 臭氧氧化

① O3直接氧化：pH<4.0时, 直接氧化为主，

O3→ 3O•

② O3间接氧化：pH>10.0时, 间接氧化为主，

O3+OH-→•OH+O2

pH在中性附近，既有间接氧化，又有直接氧化。

③ O3/H2O2、O3/UV、O3/Cat.等。

 

缺点：

①臭氧发生器投资高；

②能耗大(~14 kWh/kg O3)；

③O3氧化要比Fenton氧化复杂得多，可能受传质控制。

 

O3氧化运行过程中常见问题：

① 泡沫：泡沫主要与废水水质有关，严重时O3氧化反应器无法正常操作。

② 结垢：主要原因是O3氧化生成的草酸与Ca2 +生成CaC2O4，也可能有CaCO3生成。长时间运行后，草酸钙/碳酸钙在O3曝气盘表面结垢，传质效率下降，甚至堵塞曝气孔。另外，固体催化剂表面和孔道中也可能结垢，严重时会导致催化剂床层堵塞。

③ O3尾气引起二次污染：当O3尾气破坏工艺为催化分解时，催化剂活性下降后会导致外排尾气O3浓度升高，污染环境、危害操作工健康。
 

3 、光化学氧化

① UV/H2O2体系：H2O2 + hv →2•OH

UV/H2O2在应用中很大的问题是在近紫外区H2O2对UV的吸收效率很低。

② UV/O3、UV/O3/H2O2 体系

UV/O3/H2O2 与UV/O3体系相比，H2O2的加入对羟基自由基的形成有协同作用，加快了有机污染物的降解。

③ 光催化氧化UV/TiO2

工业化应用还需要在提高催化剂的活性、解决催化剂的分离、开发高效光反应器等方面取得突破性成果。

 

 

4 、催化湿式氧化（CWO）

 

CWO常用温度180～315℃，压力2～15MPa。

 优点：高浓度难降解有机废水的处理效果非常好。

 缺点：反应器需耐高温、高压和腐蚀，设备投资大，运行维护费用高。

 

总之，AOPs对难降解有机废水具有很好的处理效果，但AOPs在废水处理工程中的应用并不多，原因是其运行成本太高，企业难以承受。