La tecnologia d'oxidació avançada, també coneguda com a tecnologia d'oxidació profunda, es basa en l'ús d'electricitat, irradiació lleugera, catalitzadors i, de vegades, combinada amb oxidants per produir radicals lliures altament actius (com ara HO•) en la reacció, i després mitjançant l'addició. , substitució, transferència d'electrons, trencament d'enllaços, etc. entre radicals lliures i compostos orgànics, la matèria orgànica refractària macromolecular de l'aigua s'oxida i es degrada en petites molècules baixes o no tòxiques, o fins i tot es degrada directament en CO2 i H2O, prop de la mineralització completa. Les tecnologies d'oxidació avançades actuals inclouen principalment l'oxidació química, l'oxidació electroquímica, l'oxidació humida, l'oxidació d'aigua supercrítica i l'oxidació fotocatalítica.
1. Tecnologia d'oxidació química
La tecnologia d'oxidació química s'utilitza sovint en el pretractament del tractament biològic. Generalment, els oxidants químics s'utilitzen per tractar aigües residuals orgàniques sota l'acció de catalitzadors per millorar-ne la biodegradabilitat, o bé oxidar i degradar directament la matèria orgànica de les aigües residuals per estabilitzar-la.
1.1 Mètode d'oxidació del reactiu Fenton
Aquesta tecnologia es va originar a mitjans-1890 i va ser proposada pel científic francès HJ Fenton. En condicions àcides, H2O2 pot oxidar eficaçment l'àcid tartàric sota l'acció catalítica dels ions Fe2+ i s'aplica a l'oxidació de l'àcid màlic. Durant molt de temps, el principi principal de Fenton, assumit per les persones, és utilitzar ions ferrosos com a catalitzadors del peròxid d'hidrogen. La reacció produeix radicals hidroxil amb la fórmula: Fe2++ H2O2 --Fe{3++OH{-+•OH, i la reacció es porta a terme principalment en condicions àcides.
En el mètode d'oxidació química, el mètode Fenton mostra certs avantatges en el tractament d'alguna matèria orgànica difícil de degradar (com els fenols i les anilines). Amb l'estudi en profunditat del mètode Fenton, la llum ultraviolada (UV) i l'oxalat s'han introduït al mètode Fenton en els últims anys, cosa que millora molt la capacitat d'oxidació del mètode Fenton.
La barreja de clorofenol es va tractar mitjançant el mètode UV + Fenton i la taxa d'eliminació de TOC va arribar al 83,2% en 1 hora. El mètode Fenton té una forta capacitat d'oxidació, condicions de reacció suaus, equips senzills i una àmplia gamma d'aplicacions, però té desavantatges com ara costos de tractament elevats, condicions de procés complexes i control de procés difícil, cosa que dificulta la seva promoció i aplicació.
1.2 Mètode d'oxidació de l'ozó
El sistema d'oxidació de l'ozó té un alt potencial redox i pot oxidar la majoria dels contaminants orgànics de les aigües residuals. S'utilitza àmpliament en el tractament d'aigües residuals industrials. L'ozó pot oxidar molta matèria orgànica a l'aigua, però la reacció entre l'ozó i la matèria orgànica és selectiva i no pot descompondre completament la matèria orgànica en CO2 i H2O. Els productes després de l'oxidació de l'ozó són sovint matèria orgànica d'àcid carboxílic. I les propietats químiques de l'ozó són extremadament inestables, especialment en aigua no pura, i la velocitat de descomposició d'oxidació es mesura en minuts. En el tractament d'aigües residuals, l'oxidació de l'ozó no s'acostuma a utilitzar com a unitat de tractament separada i se solen afegir alguns mètodes de reforç, com ara l'ozonització fotocatalítica, l'ozonització catalitzada per bases i l'ozonització catalítica multifàsica. A més, la combinació de l'oxidació de l'ozó amb altres tecnologies també és un focus d'investigació, com el mètode d'ozó/ultrasò, el mètode d'adsorció d'ozó/carbó bioactivat, etc.
S'ha informat a la literatura que la combinació de l'oxidació de l'ozó i l'adsorció de carbó actiu pot reduir la concentració de massa d'hidrocarburs aromàtics a les aigües residuals a 0,002ug/L. L'ús de l'oxidació de l'ozó per eliminar els tensioactius de l'aigua de circulació industrial pot augmentar eficaçment el grau de purificació de les plantes de tractament d'aigües residuals urbanes i millorar la qualitat de l'aigua del drenatge. Yu Xiujuan i altres també han aconseguit bons resultats en l'eliminació de microcontaminants orgànics de l'aigua mitjançant el procés de carbó bioactivat per ozó. A causa de la baixa solubilitat de l'ozó a l'aigua, com dissoldre l'ozó a l'aigua de manera més eficaç s'ha convertit en un tema candent en la investigació d'aquesta tecnologia.
2. Mètode d'oxidació catalítica electroquímica
Aquesta tecnologia es va originar a la dècada de 1940 i té els avantatges d'una àmplia gamma d'aplicacions, una alta eficiència de degradació, requeriments energètics senzills, una automatització fàcil i mètodes d'aplicació flexibles i diversos. L'oxidació catalítica electroquímica es pot utilitzar com a mesura de pretractament per a aigües residuals difícils de degradar per millorar la biodegradabilitat, i també es pot utilitzar com a tecnologia de tractament profund per a aigües residuals fenòliques difícils de degradar. El procés de reacció d'electròlisi es produeix directament a la cèl·lula electrolítica d'oxidació electrocatalítica. En condicions de valor de pH optimitzat, temperatura i intensitat de corrent, el fenol es pot descompondre gairebé completament.
Per a aigües residuals d'alta concentració, difícils de degradar, tòxiques i nocives que contenen fenols, els mètodes biològics i físics tradicionals han perdut els seus avantatges i els mètodes d'oxidació química es veuen obstaculitzats pel seu alt cost. Els mètodes d'oxidació catalítica electroquímica són cada cop més afavorits per la gent, però també tenen alguns problemes, com ara el consum d'energia, els materials dels elèctrodes són majoritàriament metalls preciosos, alt cost i corrosió de l'ànode, i la investigació de microdinàmica i termodinàmica que guia la seva promoció i aplicació encara es manté. imperfecte.
3. Tecnologia d'oxidació humida
L'oxidació humida, també coneguda com a combustió humida, és un mètode eficaç per tractar aigües residuals orgàniques d'alta concentració. El seu principi bàsic és introduir aire en condicions d'alta temperatura i alta pressió per oxidar els contaminants orgànics a les aigües residuals. Segons si hi ha un catalitzador en el procés de tractament, es pot dividir en oxidació d'aire humit i oxidació catalítica d'aire humit.
3.1 Oxidació de l'aire humit
La primera empresa a desenvolupar i industrialitzar l'oxidació d'aire humit (WAO) va ser Zimpro als Estats Units. L'empresa ha aplicat el procés WAO al tractament d'aigües residuals industrials tòxiques i nocives, com ara líquids de rentat de residus de producció d'olefines, aigües residuals de producció d'acrilonitril i aigües residuals de producció de pesticides. La tecnologia WAO consisteix a introduir aire en condicions d'alta temperatura ({{0}} grau) i d'alta pressió (0.5-20MPa) per oxidar i degradar directament la matèria orgànica d'alt nivell molecular de les aigües residuals en inorgànics o petita matèria orgànica molecular.
La taxa d'eliminació de fòsfor orgànic i sofre orgànic és tan alta com el 95% i el 90% respectivament quan es pretracten les aigües residuals de producció de dimetoat mitjançant la tecnologia d'oxidació d'aire humit. El procés WAO de Zimpro té una alta eficiència de tractament i un temps de reacció curt, però com que la tecnologia requereix alta temperatura i alta pressió, la inversió en equipament necessària és gran i les condicions de funcionament són dures, és difícil que les empreses generals ho acceptin. Per tant, el mètode d'oxidació catalítica d'aire humit, que utilitza un catalitzador per reduir la temperatura i la pressió de la reacció o escurçar el temps de residència de la reacció, ha rebut una gran atenció i investigació en els darrers anys.
3.2 Oxidació catalítica d'aire humit
L'oxidació catalítica d'aire humit (CWAO) és un mètode per afegir un catalitzador adequat al procés tradicional d'oxidació humida per permetre que la reacció d'oxidació es completi en condicions més suaus i en un temps més curt. Això pot reduir la temperatura i la pressió de la reacció, millorar la capacitat de descomposició d'oxidació, accelerar la velocitat de reacció, escurçar el temps de residència i, per tant, reduir la corrosió de l'equip i els costos operatius. El problema clau de l'oxidació catalítica d'aire humit és el catalitzador d'alta activitat i fàcilment reciclable. Els catalitzadors CWAO es divideixen generalment en tres categories: sals metàl·liques, òxids i òxids compostos. Segons la forma del catalitzador del sistema, l'oxidació catalítica d'aire humit es pot dividir en oxidació catalítica humida homogènia i oxidació catalítica humida heterogènia.
(1) Oxidació catalítica humida homogènia. En el mètode d'oxidació catalítica humida homogènia, ja que el catalitzador (sobretot ions metàl·lics) és una sal de metall de transició soluble, aquestes sals existeixen a les aigües residuals en forma d'ions. A nivell iònic o molecular, catalitzen la reacció d'oxidació de la matèria orgànica a l'aigua iniciant la reacció de radicals lliures de l'oxidant i regenerant-lo contínuament. En el mètode d'oxidació catalítica humida homogènia, ja que el catalitzador funciona de manera independent a nivell molecular o iònic, l'activitat molecular és alta, donant lloc a un millor efecte d'oxidació. Tanmateix, atès que el catalitzador en el mètode d'oxidació catalítica humida homogènia existeix en forma d'ions, és difícil de recuperar i reutilitzar de les aigües residuals, i és fàcil provocar contaminació secundària.
(2) Mètode heterogeni d'oxidació catalítica humida. L'oxidació catalítica humida heterogènia és afegir un catalitzador sòlid insoluble al sistema de reacció. La seva acció catalítica es porta a terme a la superfície del catalitzador. La superfície específica del catalitzador té una gran influència en la taxa de degradació de la matèria orgànica. A causa dels diferents tipus de composició dels catalitzadors sòlids i de les propietats de les aigües residuals, l'efecte de l'oxidació catalítica humida també és diferent. En el mètode d'oxidació catalítica humida heterogeni, ja que el catalitzador sòlid no es dissol i no flueix, és més fàcil d'activar, regenerar i reciclar, de manera que les seves perspectives d'aplicació són molt àmplies.
4. Tecnologia d'oxidació d'aigua supercrítica
La tecnologia d'oxidació d'aigua supercrítica és una millora i millora de la tecnologia d'oxidació d'aire humit. Va ser desenvolupat amb èxit per l'empresa nord-americana MODAR l'any 1982. El seu principi és utilitzar aigua supercrítica com a mitjà per oxidar i descompondre la matèria orgànica. També utilitza l'aigua com a fase líquida principal i l'oxigen de l'aire com a oxidant, i reacciona a alta temperatura i alta pressió.
Tanmateix, la seva millora i millora rau en l'ús de les propietats de l'aigua en estat supercrític. La constant dielèctrica de l'aigua es redueix a un valor proper al de la matèria orgànica i el gas, de manera que el gas i la matèria orgànica es poden dissoldre completament a l'aigua, la interfície de fase desapareix i es forma un sistema d'oxidació homogeni, que elimina la massa interfàsica. la resistència a la transferència existent en el procés d'oxidació humida augmenta la velocitat de reacció i, com que l'activitat independent dels radicals lliures oxidats en el sistema homogeni és més alta, també augmenta el grau d'oxidació. L'aigua supercrítica és un bon dissolvent per a la matèria orgànica i l'oxigen. La matèria orgànica s'oxida de manera homogènia en aigua supercrítica rica en oxigen i la velocitat de reacció és molt ràpida. A 400-600 grau , l'estructura de la matèria orgànica es pot destruir en pocs segons i la reacció és completa i completa, de manera que el carboni orgànic i l'hidrogen es converteixen completament en CO2 i H2O.
La tecnologia d'oxidació d'aigua supercrítica ha cridat cada cop més l'atenció a causa de la seva ràpida reacció i oxidació completa. Com reduir la temperatura i la pressió de la reacció o escurçar el temps de residència de la reacció mitjançant catalitzadors és un punt calent de recerca en aquest camp. Actualment, la majoria dels catalitzadors utilitzats habitualment són catalitzadors utilitzats en processos d'oxidació catalítica humida. Trobar catalitzadors amb propietats catalítiques d'ampli espectre per a la tecnologia d'oxidació d'aigua supercrítica és una dificultat en la promoció d'aquesta tecnologia.
5. Tecnologia d'oxidació fotocatalítica
La tecnologia d'oxidació fotocatalítica es desenvolupa sobre la base de la tecnologia d'oxidació fotoquímica. La tecnologia d'oxidació fotoquímica és un procés de reacció en què els contaminants orgànics s'oxiden i es degraden sota l'acció de la llum visible o la llum ultraviolada. Una part de la llum gairebé ultraviolada (290-400nm) del medi natural és fàcilment absorbida pels contaminants orgànics. Quan hi ha substàncies actives, es produeixen reaccions fotoquímiques fortes, degradant així la matèria orgànica. Tanmateix, a causa de les limitacions de les condicions de reacció, la degradació de l'oxidació fotoquímica sovint no és prou exhaustiva i és fàcil produir una varietat d'intermedis orgànics aromàtics, que s'ha convertit en un problema que l'oxidació fotoquímica ha de superar.
Atès que Carey et al. Va utilitzar per primera vegada TiO2 per degradar fotocatalíticament bifenil i clorobifenil el 1976, el punt calent de recerca de la tecnologia d'oxidació fotocatalítica ha canviat cap a la direcció de la degradació de l'oxidació fotocatalítica dels contaminants orgànics utilitzant TiO2 com a catalitzador.
A causa de l'estructura senzilla de l'equip d'oxidació fotocatalítica, condicions de reacció suaus, fàcil control de les condicions de funcionament, forta capacitat d'oxidació, sense contaminació secundària i alta estabilitat química, no toxicitat i baix preu del TiO2, la tecnologia d'oxidació fotocatalítica de TiO2 és una nova tecnologia. tecnologia de tractament d'aigua amb àmplies perspectives d'aplicació.
6. Mètode d'oxidació per ultrasons
El desenvolupament de la sonoquímica ha atret cada cop més l'atenció a la seva aplicació en el tractament d'aigües i aigües residuals. La font d'energia de l'oxidació ultrasònica és la cavitació acústica. Quan les ones ultrasòniques (15 kHz-20 MHz) d'intensitat suficient travessen una solució aquosa, l'amplitud de la pressió sonora supera la pressió estàtica dins del líquid en el mig cicle de pressió negativa de l'ona sonora i el nucli de cavitació al líquid. s'expandeix ràpidament; en el mig cicle de pressió positiva de l'ona sonora, la bombolla es trenca a causa de la compressió adiabàtica i la durada és d'aproximadament 0.1μs. En el moment de la ruptura, es genera un ambient local d'alta temperatura i alta pressió d'uns 5000 K i 100 MPa, i es genera un microjet d'impacte fort amb una velocitat de 110 m/s.
L'equip utilitzat per a l'oxidació ultrasònica és un transductor ultrasònic magnetoelèctric o piezoelèctric, que genera ones ultrasòniques mitjançant transducció electromagnètica. Els més utilitzats al laboratori són els instruments ultrasònics de tipus placa de radiació, el tipus de sonda i els reactors NAP. Les condicions de reacció d'oxidació ultrasònica són suaus, normalment es realitzen a temperatura ambient, amb uns requisits d'equip baixos, i és una tecnologia de tractament verda lliure de contaminació amb àmplies perspectives d'aplicació.
Baoji JM-TITANIUM-Disseny i fabricant d'ànodes professionals
Al llarg dels anys, ens hem especialitzat en investigació i desenvolupament d'ànodes, producció i fabricació, i els nostres productes s'exporten a molts països del món. Es poden dissenyar i produir diverses sèries d'ànodes segons els paràmetres ambientals reals dels diferents usuaris. Us convidem a visitar-lo i a negociar.
Nicole
Empresa: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
País: Xina
Afegiu: carretera de Baoti, Jintai, ciutat de Baoji, Shaanxi, Xina
Cel:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Lloc web: www.jm-titanium.com
