氧化技術處理高濃度污水工藝

　　氧化技術
 
　　氧化技術(AdvancedOxidationProcesses)定義為可產生大量的•OH自由基過程，利用高活性自由基進攻大分子有機物并與之反應，從而破壞油劑分子結構達到氧化去除有機物的目的，實現的氧化處理。
 
　　Fenton法處理含有羥基有機化合物的廢水時存在明顯的選擇性。羥基取代基類型、羥基數量、羥基取代位置、主鏈鏈長及主鏈的飽和度對Fenton法處理效果均存在不同程度的影響。實驗結果表明：一元酚羥基對Fenton反應有著促進作用，而一元醇羥基對其有強烈的抑制作用;當碳原子數相同而羥基數不同時，隨羥基數量的增加其對Fenton反應的影響逐漸下降；飽和一元醇主鏈碳原子個數越多，則其對Fenton反應的抑制作用越明顯;主鏈的不飽和度對Fenton反應的影響也是不同的，脂肪族不飽和羥基化合物的Fenton法處理效果很差，而對苯環類羥基化合物有著很好的氧化處理效果;鏈長與醇羥基個數都不同時，隨主鏈的增長和羥基數量的增加，其對Fenton反應的抑制作用隨之下降，表現出良好的氧化降解效果。不同體系中的羥基自由基產生量可用來直接判斷底物對芬頓試劑的抑制效應及抑制程度。脈沖式加溫對室溫下芬頓試劑的氧化效果有著促進作用，且加熱頻率越大，效果越明顯。
 
　　芬頓試劑機理研究
 
　　當Fenton發現芬頓試劑時，尚不清楚過氧化氫與二價鐵離子反應到底生成了什么氧化劑具有如此強的氧化能力。20多年后，有人假設可能反應中產生了經基自由基，由于H2O:在催化劑Fe3+(Fe2+)的存在下，能率地分解生成具有強氧化能力和高電負性或親電子性(電子親和能力569.3KJ的經基自由基(•OH)，•OH可以氧化降解水體中的有機污染物，使其終礦化為C02,H20及無機鹽類等小分子物質。據計算在pH=4的溶液中，-OH的氧化電位高達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物，特別是芳香類化合物及一些雜環類化合物，芬頓試劑對其中的絕大部分都可以無選擇地氧化降解。
 
　　Fenton試劑產生強氧化能力的反應機理研究
 
　　有關芬頓試劑的反應機理，一種研究認為是無機物之間的反應，像Fe2+,Fe3+,H202,•OH,HO2•和02-•，這是一般的芬頓反應體系中都存在的。這部分反應的機理研究主要通過化學捕獲劑和的分析儀器來完成，研究主要集中在是產生以9基自由基或烷氧自由基為主的氧化物種，還是產生以鐵為中心的高價瞬態氧化物種。近年來，研究人員發現，毗咤可以作為自由基的捕獲劑用于捕獲102•自由基。而同時，-OH自由基的競爭反應不影響到對HO2•自由基的捕獲。依據此種發現，研究人員提出了高能的自由基和氧化劑的產生機理，這也是芬頓反應比較成熟的機理論斷。然而直到現在，對鐵氧化后在反應中存在的形態等方面還有很多問題需要研究。針對這一現象，一些學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，低濃度的Fe2+主要以Fe(OH)(H20)52+的形式存在，這個反應的發生是H2O2在Fe2+的個配位體上發生了配位交換，隨后發生了體內二電子的轉移反應，生成F4+的復合物。Fe(oH)3(H2O)4+中間體繼續反應并產生•OH，Fe(oH)(H2O)52+繼續與H2O2:發生反應，使Fe2+得以循環。