催化氧化法降解废水过程

厂催化氧化法降解废水过程锌理张浩(华南理工太学化工系，广州510641)／搞要探讨了催化氧化过程，如Oa／oz，Fenton试剂均相催化氧化；H2O／UV，O／0V光催化筝化}非均相湿式催化筝化，活性炭纤维电板法．非均相催化和生化氧化等过程处理废水及其应用。关键词!t垦兰兰垄，!壁DegradationofwastewaterbycatalyticoxidationZhongLi．ZhangHao(DepartmentofChemicalEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510641／AbstractThedegradationofwastewateranditsindustrialapplicationbyeatMyticoxidationprocessestsuchashomogeneouscatalyticoxidationof03／H20andFentonagenttphotoeatalytieoxidationofH20z／UVand()／UVtandheterogeneouscatalyticoxidationlikeheterogeneouscatalyticwetoxidationtelectrodemethodofactivatedcarbonfiber，heter0gene0uscatalyticandbiochemicaloxidation，wereexploredinthispaperKeywordscatalyticoxidation，wastewatertreatmenttdegradation催化氧化过程包括均相催化氧化过程、光催化氧化过程和非均相催化氧化过程，是利用复台氧化剂或光照射某些物质，或者通过非均相催化途径产生氧化能力极强的OH·。OH·氧化电位为2．80V．仅次于氟的2．87V，故它在降解废水时具有以下特点：(1)OH·是高级氧化过程的中问产物，作为引发剂诱发后面的链反应发生，对难降解的物质特别适用；(2)OH·几乎无选择地与废水中的任何污染物反应，直接将其氧化为cO、水或盐．不会产生新的污染；(3)它是一种物理化学处理过程，很容易控制，以满足各种处理要求；(4)反应条件温和，是一种高效节能型的废水处理技术。因此，引起了环境学家和工业界的高度重视，成为近年来各国学者竞相研究的课题。l均相催化氧化过程1．1O／H：Oz过程研究O／H。O过程降解废水中的有机污染物时发现“’，污染物的总有机碳(TOC)的降解速度比单一氧化剂O或H。O显著加快，其可能的反应机理如下。自由基诱发过程t广东省自然科学基金货助项目(070457／·16·O3+OH—HOz+O2(1)H2O2HOz+H(2)o。一Ho—OH·+02+02(3)H0，·一02+H(4)自由基OH·一旦产生，下面的传播过程(链反应)即发生o+OH·一HO·+O：(5)O|+o—O2一O2(6)O+H一OH·+O(7)HOg4-OH·一H0OH(8)O+HO—OH·+OH(9)H2O2+OH·一HO2·+H2O(10)链的终止反应为OH·一HO2·一H2o+O2(11)下面的平衡也是存在的H2OOH一+H(12)根据以上机理，笔者在StoppedFlow光谱仪反应器中用实验验证了上述动力学模型。若溶液中存在污染物，它会和OH·以及O发生反应P(污染物)+OH·一产物或中间物(自由基反应)(13)P(污染物)+O一产物或中间物(直接臭氧化反应)(14)基于上述反应机理，笔者推导出的动力学模型为1999年第19卷第5期现代化工维普资讯http://www.cqvip.comdEO。]／at={+a(1一)。]／b)[HO]：EO。]FOH：(】5J—d二I：／dr—a{^EV_／b0j¨[HO：[OH：(】6式中a一2kK2／K12(】7)b—ks[0。]一{^．0十k8(K2／K1：)[OH]；[H：O2：+k1EF：(】8k和分别对应于各反应的速率常数和平衡常数。反应过程是自由基或直接臭氧氧化反应，控制取决于溶液的pH及过氧化氢与臭氧的初始摩尔浓度比等，笔者通过研究CHCI、甲苯和叔丁醇的0。／H0：的降解过程发现，H：O起着催化产生OH·的作用。在较低的初始过氧化氢与臭氧摩尔浓度比或pH(7时，反应过程为直接O氧化反应所控制；在较高的初始过氧化氢与臭氧摩尔浓度比或碱性条件下．有机物的降解过程为自由基反应所控制，反应速率显著加快，实验得出的结果与理论分析相符1．2Fenton试剂产生OH·的自由基机理及氧化机理Fenton试剂产生自由基氧化机理是1848年发现的，其原理如下一：Fe+一H2o2一Fe十OH·+OH一(19)Fe+一0H·一一Fe+OH(2∞Fe～一H