Avancerad oxidationsteknologi, även känd som djupoxidationsteknologi, är baserad på användningen av elektricitet, ljusbestrålning, katalysatorer och ibland i kombination med oxidanter för att producera högaktiva fria radikaler (som HO•) i reaktionen, och sedan genom tillsatsen , substitution, elektronöverföring, bindningsbrytning etc. mellan fria radikaler och organiska föreningar, det makromolekylära eldfasta organiska materialet i vattnet oxideras och bryts ned till lågtoxiska eller icke-toxiska små molekyler, eller till och med direkt nedbryts till CO2 och H2O, nära fullständig mineralisering. De nuvarande avancerade oxidationsteknologierna inkluderar huvudsakligen kemisk oxidation, elektrokemisk oxidation, våtoxidation, superkritisk vattenoxidation och fotokatalytisk oxidation.
1. Kemisk oxidationsteknik
Kemisk oxidationsteknik används ofta vid förbehandling av biologisk behandling. I allmänhet används kemiska oxidanter för att behandla organiskt avloppsvatten under inverkan av katalysatorer för att förbättra dess biologiska nedbrytbarhet, eller direkt oxidera och bryta ned organiskt material i avloppsvatten för att stabilisera det.
1.1 Fenton-reagensoxidationsmetod
Denna teknik har sitt ursprung i mitten-1890 och föreslogs av den franske forskaren HJ Fenton. Under sura förhållanden kan H2O2 effektivt oxidera vinsyra under den katalytiska verkan av Fe2+-joner och appliceras på oxidationen av äppelsyra. Under lång tid är huvudprincipen för Fenton, som antas av människor, att använda järnjoner som katalysatorer för väteperoxid. Reaktionen ger hydroxylradikaler i formeln: Fe2++ H2O2 --Fe3++OH-+•OH, och reaktionen utförs mestadels under sura förhållanden.
I den kemiska oxidationsmetoden visar Fenton-metoden vissa fördelar vid behandling av en del svårnedbrytbara organiskt material (som fenoler och aniliner). Med den fördjupade studien av Fentonmetoden har ultraviolett ljus (UV) och oxalat introducerats i Fentonmetoden under de senaste åren, vilket kraftigt förstärker Fentonmetodens oxidationsförmåga.
Klorfenolblandningen behandlades med UV + Fenton-metoden, och TOC-avlägsningshastigheten nådde 83,2 % inom 1 timme. Fentonmetoden har stark oxidationsförmåga, milda reaktionsförhållanden, enkel utrustning och ett brett spektrum av applikationer, men den har nackdelar som höga behandlingskostnader, komplexa processförhållanden och svår processkontroll, vilket gör den svår att främja och tillämpa.
1.2 Ozonoxidationsmetod
Ozonoxidationssystemet har en hög redoxpotential och kan oxidera de flesta organiska föroreningar i avloppsvatten. Det används ofta i industriell avloppsvattenrening. Ozon kan oxidera många organiskt material i vatten, men reaktionen mellan ozon och organiskt material är selektiv, och det kan inte helt bryta ner organiskt material till CO2 och H2O. Produkterna efter ozonoxidation är ofta karboxylsyra organiskt material. Och de kemiska egenskaperna hos ozon är extremt instabila, särskilt i icke-rent vatten, och oxidationsnedbrytningshastigheten mäts i minuter. Vid rening av avloppsvatten används ozonoxidation vanligtvis inte som en separat reningsenhet, och vissa förstärkningsmetoder tillkommer vanligtvis, såsom fotokatalytisk ozonering, baskatalyserad ozonering och flerfas katalytisk ozonering. Dessutom är kombinationen av ozonoxidation med andra teknologier också ett forskningsfokus, såsom ozon/ultraljudsmetod, ozon/bioaktivt kol-adsorptionsmetod etc.
Det har rapporterats i litteraturen att kombinationen av ozonoxidation och adsorption av aktivt kol kan minska masskoncentrationen av aromatiska kolväten i avloppsvatten till 0.002 ug/L. Användningen av ozonoxidation för att avlägsna ytaktiva ämnen i industriellt cirkulerande vatten kan effektivt öka reningsgraden av reningsverk för avloppsvatten och förbättra vattenkvaliteten i dräneringen. Yu Xiujuan och andra har också uppnått goda resultat i att ta bort organiska mikroföroreningar i vatten med hjälp av ozon-bioaktiverat kolprocessen. På grund av den låga lösligheten av ozon i vatten har hur man löser ozon i vatten mer effektivt blivit ett hett ämne i forskningen kring denna teknik.
2. Elektrokemisk katalytisk oxidationsmetod
Denna teknologi har sitt ursprung på 1940-talet och har fördelarna med ett brett spektrum av applikationer, hög nedbrytningseffektivitet, enkla energikrav, enkel automatisering och flexibla och mångsidiga applikationsmetoder. Elektrokemisk katalytisk oxidation kan användas som en förbehandlingsåtgärd för svårnedbrytbart avloppsvatten för att förbättra den biologiska nedbrytbarheten, och kan även användas som en djupreningsteknik för svårnedbrytbart fenoliskt avloppsvatten. Elektrolysreaktionsprocessen sker direkt i den elektrokatalytiska oxidationselektrolytiska cellen. Under förhållanden med optimerat pH-värde, temperatur och strömintensitet kan fenol nästan sönderdelas helt.
För högkoncentrerat, svårnedbrytbart, giftigt och skadligt fenolhaltigt avloppsvatten har traditionella biologiska och fysikaliska metoder förlorat sina fördelar, och kemiska oxidationsmetoder hindras av sin höga kostnad. Elektrokemiska katalytiska oxidationsmetoder gynnas alltmer av människor, men de har också vissa problem, såsom strömförbrukning, elektrodmaterial är mestadels ädla metaller, höga kostnader och anodkorrosion, och forskningen inom mikrodynamik och termodynamik som styr deras marknadsföring och tillämpning är fortfarande ofullständig.
3. Våtoxidationsteknik
Våtoxidation, även känd som våtförbränning, är en effektiv metod för att behandla högkoncentrerat organiskt avloppsvatten. Dess grundläggande princip är att införa luft under höga temperaturer och högt tryck för att oxidera organiska föroreningar i avloppsvatten. Beroende på om det finns en katalysator i behandlingsprocessen kan den delas in i våtluftoxidation och våtluftkatalytisk oxidation.
3.1 Oxidation av våt luft
Det första företaget att utveckla och industrialisera våtluftoxidation (WAO) var Zimpro i USA. Företaget har tillämpat WAO-processen på rening av giftigt och skadligt industriellt avloppsvatten såsom olefinproduktionsavfallstvättvätska, akrylnitrilproduktionsavloppsvatten och bekämpningsmedelsproduktionsavloppsvatten. WAO-tekniken är att införa luft under hög temperatur ({{0}} grad) och högt tryck (0.5-20MPa) förhållanden för att direkt oxidera och bryta ned högmolekylärt organiskt material i avloppsvattnet till oorganiska eller litet molekylärt organiskt material.
Avlägsningshastigheten för organisk fosfor och organiskt svavel är så hög som 95 % respektive 90 % vid förbehandling av dimetoatproduktionsavloppsvatten med våtluftsoxidationsteknik. Zimpros WAO-process har hög behandlingseffektivitet och kort reaktionstid, men eftersom tekniken kräver hög temperatur och högt tryck, den erforderliga utrustningsinvesteringen är stor och driftsförhållandena är hårda, är det svårt för allmänna företag att acceptera det. Därför har den katalytiska oxidationsmetoden för våtluft, som använder en katalysator för att minska reaktionstemperaturen och -trycket eller förkorta reaktionsuppehållstiden, fått omfattande uppmärksamhet och forskning de senaste åren.
3.2 Katalytisk oxidation av våt luft
Catalytic Wet Air Oxidation (CWAO) är en metod för att tillsätta en lämplig katalysator till den traditionella våta oxidationsprocessen för att möjliggöra att oxidationsreaktionen kan fullföljas under mildare förhållanden och på kortare tid. Detta kan minska reaktionens temperatur och tryck, förbättra oxidationssönderdelningskapaciteten, påskynda reaktionshastigheten, förkorta uppehållstiden och därmed minska utrustningens korrosion och driftskostnader. Nyckelfrågan för katalytisk oxidation i våt luft är den högaktiva och lättåtervinningsbara katalysatorn. CWAO-katalysatorer är generellt indelade i tre kategorier: metallsalter, oxider och kompositoxider. Beroende på formen av katalysatorn i systemet kan katalytisk oxidation av våt luft delas in i homogen våt katalytisk oxidation och heterogen våt katalytisk oxidation.
(1) Homogen våt katalytisk oxidation. I den homogena våta katalytiska oxidationsmetoden, eftersom katalysatorn (mestadels metalljoner) är ett lösligt övergångsmetallsalt, finns dessa salter i avloppsvattnet i form av joner. På jonisk eller molekylär nivå katalyserar de oxidationsreaktionen av organiskt material i vattnet genom att initiera oxidantens fria radikalreaktion och kontinuerligt regenerera den. I den homogena våta katalytiska oxidationsmetoden, eftersom katalysatorn arbetar oberoende på molekylär eller jonisk nivå, är den molekylära aktiviteten hög, vilket resulterar i en bättre oxidationseffekt. Men eftersom katalysatorn i den homogena våta katalytiska oxidationsmetoden existerar i form av joner, är det svårt att återvinna och återanvända från avloppsvatten, och det är lätt att orsaka sekundär förorening.
(2) Heterogen våtkatalytisk oxidationsmetod. Heterogen våtkatalytisk oxidation är att tillsätta en olöslig fast katalysator till reaktionssystemet. Dess katalytiska verkan utförs på katalysatorytan. Katalysatorns specifika yta har stor inverkan på nedbrytningshastigheten av organiskt material. På grund av de olika sammansättningstyperna av fasta katalysatorer och egenskaperna hos avloppsvatten är effekten av våtkatalytisk oxidation också annorlunda. I den heterogena våta katalytiska oxidationsmetoden, eftersom den fasta katalysatorn inte löser sig och inte flyter, är det lättare att aktivera, regenerera och återvinna, så dess tillämpningsmöjligheter är mycket breda.
4. Superkritisk vattenoxidationsteknik
Superkritisk vattenoxidationsteknik är en förbättring och förbättring av våtluftsoxidationsteknik. Det utvecklades framgångsrikt av det amerikanska MODAR Company 1982. Dess princip är att använda superkritiskt vatten som ett medium för att oxidera och sönderdela organiskt material. Den använder också vatten som huvudvätskefas och syre i luften som oxidationsmedel och reagerar under hög temperatur och högt tryck.
Emellertid ligger dess förbättring och förbättring i användningen av egenskaperna hos vatten i det superkritiska tillståndet. Den dielektriska konstanten för vatten reduceras till ett värde nära organiskt material och gas, så att gas och organiskt material kan lösas helt i vatten, fasgränsytan försvinner och ett homogent oxidationssystem bildas, vilket eliminerar interfasmassan överföringsmotstånd som existerar i våtoxidationsprocessen, ökar reaktionshastigheten, och eftersom den oberoende aktiviteten hos de oxiderade fria radikalerna i det homogena systemet är högre, ökas också graden av oxidation. Superkritiskt vatten är ett bra lösningsmedel för organiskt material och syre. Organiskt material oxideras homogent i syrerikt superkritiskt vatten, och reaktionshastigheten är mycket snabb. Vid 400-600 grad kan strukturen av organiskt material förstöras på några sekunder, och reaktionen är fullständig och grundlig, så att organiskt kol och väte omvandlas fullständigt till CO2 och H2O.
Superkritisk vattenoxidationsteknik har väckt mer och mer uppmärksamhet på grund av dess snabba reaktion och grundliga oxidation. Hur man kan minska reaktionens temperatur och tryck eller förkorta reaktionsuppehållstiden genom katalysatorer är en hotspot för forskning inom detta område. För närvarande är de flesta av de vanligen använda katalysatorerna katalysatorer som används i våta katalytiska oxidationsprocesser. Att hitta katalysatorer med bredspektrumkatalytiska egenskaper för superkritisk vattenoxidationsteknik är en svårighet i främjandet av denna teknik.
5. Fotokatalytisk oxidationsteknik
Fotokatalytisk oxidationsteknik är utvecklad på basis av fotokemisk oxidationsteknik. Fotokemisk oxidationsteknik är en reaktionsprocess där organiska föroreningar oxideras och bryts ned under inverkan av synligt ljus eller ultraviolett ljus. En del nästan ultraviolett ljus (290-400nm) i den naturliga miljön absorberas lätt av organiska föroreningar. När aktiva substanser är närvarande uppstår starka fotokemiska reaktioner som därigenom bryter ned organiskt material. Men på grund av reaktionsbetingelsernas begränsningar är fotokemisk oxidationsnedbrytning ofta inte tillräckligt noggrann, och det är lätt att producera en mängd olika aromatiska organiska mellanprodukter, vilket har blivit ett problem som fotokemisk oxidation måste övervinna.
Eftersom Carey et al. Första gången TiO2 användes för att fotokatalytiskt bryta ned bifenyl och klorbifenyl 1976, har forskningens hotspot inom fotokatalytisk oxidationsteknik skiftat till riktningen för fotokatalytisk oxidationsnedbrytning av organiska föroreningar med TiO2 som katalysator.
På grund av den enkla strukturen hos fotokatalytisk oxidationsutrustning, milda reaktionsförhållanden, enkel kontroll av driftsförhållanden, stark oxidationsförmåga, ingen sekundär förorening och den höga kemiska stabiliteten, icke-toxiciteten och låga priset på TiO2, är TiO2 fotokatalytisk oxidationsteknik en ny vattenreningsteknik med breda tillämpningsmöjligheter.
6. Ultraljudsoxidationsmetod
Utvecklingen av sonokemi har väckt mer och mer uppmärksamhet till dess tillämpning inom vatten- och avloppsrening. Strömkällan för ultraljudsoxidation är akustisk kavitation. När ultraljudsvågor (15 kHz-20 MHz) med tillräcklig intensitet passerar genom vattenlösning, överstiger ljudtryckets amplitud det statiska trycket inuti vätskan i ljudvågens undertryckshalva cykel och kavitationskärnan i vätskan expanderar snabbt; i ljudvågens övertryckshalva cykel spricker bubblan på grund av adiabatisk kompression, och varaktigheten är ungefär 0.1μs. Vid brottögonblicket genereras en lokal hög temperatur och högtrycksmiljö på cirka 5000 K och 100 MPa, och en kraftig stötmikrojet med en hastighet på 110 m/s genereras.
Utrustningen som används för ultraljudsoxidation är en magnetoelektrisk eller piezoelektrisk ultraljudsgivare, som genererar ultraljudsvågor genom elektromagnetisk transduktion. De mest använda i laboratoriet är ultraljudsinstrument av strålningsplattatyp, sondtyp och NAP-reaktorer. Ultraljudsoxidationsreaktionsförhållandena är milda, utförs vanligtvis vid rumstemperatur, med låga utrustningskrav, och är en föroreningsfri grön behandlingsteknik med breda tillämpningsmöjligheter.
Baoji JM-TITANIUM-Professionell anoddesign och tillverkare
Genom åren har vi varit specialiserade på anodforskning och -utveckling, produktion och tillverkning, och våra produkter exporteras till många länder runt om i världen. Olika serier av anoder kan designas och tillverkas enligt de faktiska miljöparametrarna för olika användare. Välkommen att besöka och förhandla.
Nicole
Företag: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Land: Kina
Lägg till: Baoti road, Jintai, Baoji city, Shaanxi, Kina
Cel:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Webbplats: www.jm-titanium.com
