SeminarII

廢水處理中的高級(jí)氧化技術(shù)及應(yīng)用主要內(nèi)容廢水處理的緊迫性目前廢水處理的技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)廢水處理中的高級(jí)氧化技術(shù)——光催化氧化法展望廢水處理的緊迫性工業(yè)的發(fā)展造成了越來(lái)越嚴(yán)重的環(huán)境污染，水體中大量污染物嚴(yán)重威脅著人類自身的健康。

1994年以來(lái)，美國(guó)在飲用水中發(fā)現(xiàn)了100多種合成有機(jī)物，如多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等，具有“三致”作用。根據(jù)我國(guó)1998年對(duì)全國(guó)109700公里河流進(jìn)行的評(píng)價(jià)，我國(guó)河流長(zhǎng)度有70.6%被污染，其中有機(jī)污染是一個(gè)不可忽視的因素。難降解有機(jī)廢水如醫(yī)藥、化工、染料工業(yè)廢水的特點(diǎn)：CODCr（化學(xué)耗氧量）高，一般為數(shù)萬(wàn)mg/L，而國(guó)家的排放最低標(biāo)準(zhǔn)僅為300mg/L（二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)）；BOD5/COD小于0.1，可生化性低。廢水處理的緊迫性常用的廢水處理方法物理處理法沉淀，氣浮，過(guò)濾，離心化學(xué)處理法中和，混凝，氧化還原，離子交換生物處理法好氧，厭氧廢水處理中的高級(jí)氧化技術(shù)

高級(jí)氧化技術(shù)（AdvancedOxidationTechnology，簡(jiǎn)稱AOT)是指在水處理過(guò)程中可產(chǎn)生羥基自由基，使水體中的大分子難降解有機(jī)物氧化成低毒或無(wú)毒的小分子物質(zhì)，甚至直接降解成為CO2

和H20，接近完全礦化。廢水處理中的高級(jí)氧化技術(shù)化學(xué)氧化——O3，H2O2，ClO2Fenton氧化電化學(xué)氧化濕式空氣氧化超臨界水氧化光催化氧化幾種方法的聯(lián)用高級(jí)氧化技術(shù)-光催化氧化法

光催化氧化法是一種新型的水污染治理技術(shù)，利用紫外光照射半導(dǎo)體催化劑（如：TiO2），在水中產(chǎn)生羥基自由基，氧化水中的污染物。TiO2的光催化反應(yīng)機(jī)理

TiO2hv

e-+h+h++H2O?OH+H+e-+O2?O2-

H+HO2?2HO2?O2+

H2O2H2O2+

?O2-?OH+HO-+O2

高級(jí)氧化技術(shù)-光催化氧化法TiO2半導(dǎo)體在溶液中的基本反應(yīng)式光催化氧化特點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，操作條件容易控制氧化還原性強(qiáng)，COD去除率高，無(wú)二次污染可利用太陽(yáng)光TiO2化學(xué)穩(wěn)定性高、無(wú)毒、價(jià)廉高級(jí)氧化技術(shù)-光催化氧化法K.Chiangetal./AppliedCatalysisA:General261(2004)225–237提高活性的途徑-貴金屬沉積G.-g.Liuetal./Chemosphere55(2004)1287–1291提高活性的途徑-過(guò)渡金屬離子的摻雜W.Chengyuetal./SeparationandPurificationTechnology32(2003)357/362提高活性的途徑-復(fù)合半導(dǎo)體W.Zhao,J.AM.CHEM.SOC.2004,126,4782-4783提高活性的途徑-光敏化提高降解效率的途徑——超聲光催化M.Mrowetzetal./Ultrasonics

Sonochemistry10(2003)247–254提高降解效率的途徑——Fenton光催化S.Malatoetal./CatalysisToday76(2002)209–220光催化氧化的應(yīng)用——無(wú)機(jī)污染物廢水Cr2O7

2-+16H++12e-=Cr2O3+8H2OHg2++2e-=HgPb2++2H2O+2h+=PbO2+4H+Mn2++2H2O+2h+=MnO2+4H+2Co2++3H2O+2h+=Co2O3+6H+光催化氧化的應(yīng)用——有機(jī)污染物廢水有機(jī)污染物

催化劑

光源

產(chǎn)物

烴類

脂肪烴芳香烴

TiO2

紫外燈

CO2,H2O鹵代化合物

鹵代烷烴鹵代烯烴鹵代脂肪酸

鹵代芳香化合物CDD，DCDD

TiO2

Fe2O3TiO2ZnOCdSPt/TiO2

紫外燈

紫外燈HCl,H2O

HCl,H2O光催化氧化的應(yīng)用——有機(jī)污染物廢水羧酸

乙酸，丙酸，丁酸，戊酸，乳酸TiO2CdSZnOFe2O3WO3Pt/TiO2

紫外燈氙燈

CO,H2,烷烴，醇，酮，酸

表面活性劑

DBSSDSBSTiO2

日光燈

CO2,HCl,SO32-

農(nóng)藥廢水a(chǎn)trazineDDT敵敵畏，敵百蟲(chóng)有機(jī)磷農(nóng)藥TiO2Pt/TiO2紫外燈光催化氧化的應(yīng)用——有機(jī)污染物廢水染料

酸性紅G直接耐酸大紅

4BS活性艷紅

X-3B酸性艷藍(lán)G卡普隆5GS陽(yáng)離子艷紅5GN直接耐曬翠藍(lán)RGL甲基藍(lán)，羅丹明B染料中間體H酸中性黑，一品紅TiO2

紫外燈日光燈

CO2,H2O無(wú)機(jī)離子中間產(chǎn)物

展望用于飲用水的深度處理，去除水