氧化技術(shù)處理高濃度污水工藝

　　氧化技術(shù)
 
　　氧化技術(shù)(AdvancedOxidationProcesses)定義為可產(chǎn)生大量的•OH自由基過程，利用高活性自由基進(jìn)攻大分子有機(jī)物并與之反應(yīng)，從而破壞油劑分子結(jié)構(gòu)達(dá)到氧化去除有機(jī)物的目的，實(shí)現(xiàn)的氧化處理。
 
　　Fenton法處理含有羥基有機(jī)化合物的廢水時(shí)存在明顯的選擇性。羥基取代基類型、羥基數(shù)量、羥基取代位置、主鏈鏈長(zhǎng)及主鏈的飽和度對(duì)Fenton法處理效果均存在不同程度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：一元酚羥基對(duì)Fenton反應(yīng)有著促進(jìn)作用，而一元醇羥基對(duì)其有強(qiáng)烈的抑制作用;當(dāng)碳原子數(shù)相同而羥基數(shù)不同時(shí)，隨羥基數(shù)量的增加其對(duì)Fenton反應(yīng)的影響逐漸下降；飽和一元醇主鏈碳原子個(gè)數(shù)越多，則其對(duì)Fenton反應(yīng)的抑制作用越明顯;主鏈的不飽和度對(duì)Fenton反應(yīng)的影響也是不同的，脂肪族不飽和羥基化合物的Fenton法處理效果很差，而對(duì)苯環(huán)類羥基化合物有著很好的氧化處理效果;鏈長(zhǎng)與醇羥基個(gè)數(shù)都不同時(shí)，隨主鏈的增長(zhǎng)和羥基數(shù)量的增加，其對(duì)Fenton反應(yīng)的抑制作用隨之下降，表現(xiàn)出良好的氧化降解效果。不同體系中的羥基自由基產(chǎn)生量可用來直接判斷底物對(duì)芬頓試劑的抑制效應(yīng)及抑制程度。脈沖式加溫對(duì)室溫下芬頓試劑的氧化效果有著促進(jìn)作用，且加熱頻率越大，效果越明顯。
 
　　芬頓試劑機(jī)理研究
 
　　當(dāng)Fenton發(fā)現(xiàn)芬頓試劑時(shí)，尚不清楚過氧化氫與二價(jià)鐵離子反應(yīng)到底生成了什么氧化劑具有如此強(qiáng)的氧化能力。20多年后，有人假設(shè)可能反應(yīng)中產(chǎn)生了經(jīng)基自由基，由于H2O:在催化劑Fe3+(Fe2+)的存在下，能率地分解生成具有強(qiáng)氧化能力和高電負(fù)性或親電子性(電子親和能力569.3KJ的經(jīng)基自由基(•OH)，•OH可以氧化降解水體中的有機(jī)污染物，使其終礦化為C02,H20及無機(jī)鹽類等小分子物質(zhì)。據(jù)計(jì)算在pH=4的溶液中，-OH的氧化電位高達(dá)2.73V，其氧化能力在溶液中僅次于氫*酸。因此，通常的試劑難以氧化持久性有機(jī)物，特別是芳香類化合物及一些雜環(huán)類化合物，芬頓試劑對(duì)其中的絕大部分都可以無選擇地氧化降解。
 
　　Fenton試劑產(chǎn)生強(qiáng)氧化能力的反應(yīng)機(jī)理研究
 
　　有關(guān)芬頓試劑的反應(yīng)機(jī)理，一種研究認(rèn)為是無機(jī)物之間的反應(yīng)，像Fe2+,Fe3+,H202,•OH,HO2•和02-•，這是一般的芬頓反應(yīng)體系中都存在的。這部分反應(yīng)的機(jī)理研究主要通過化學(xué)捕獲劑和的分析儀器來完成，研究主要集中在是產(chǎn)生以9基自由基或烷氧自由基為主的氧化物種，還是產(chǎn)生以鐵為中心的高價(jià)瞬態(tài)氧化物種。近年來，研究人員發(fā)現(xiàn)，毗咤可以作為自由基的捕獲劑用于捕獲102•自由基。而同時(shí)，-OH自由基的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)不影響到對(duì)HO2•自由基的捕獲。依據(jù)此種發(fā)現(xiàn)，研究人員提出了高能的自由基和氧化劑的產(chǎn)生機(jī)理，這也是芬頓反應(yīng)比較成熟的機(jī)理論斷。然而直到現(xiàn)在，對(duì)鐵氧化后在反應(yīng)中存在的形態(tài)等方面還有很多問題需要研究。針對(duì)這一現(xiàn)象，一些學(xué)者提出了許多中間過程，歸納起來主要有幾種：pH值在2.5一4.5之間時(shí)，低濃度的Fe2+主要以Fe(OH)(H20)52+的形式存在，這個(gè)反應(yīng)的發(fā)生是H2O2在Fe2+的個(gè)配位體上發(fā)生了配位交換，隨后發(fā)生了體內(nèi)二電子的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，生成F4+的復(fù)合物。Fe(oH)3(H2O)4+中間體繼續(xù)反應(yīng)并產(chǎn)生•OH，F(xiàn)e(oH)(H2O)52+繼續(xù)與H2O2:發(fā)生反應(yīng)，使Fe2+得以循環(huán)。