臭氧氧化技术在废水处理中的应用[研究材料]课件.ppt
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1、 江苏大学 环境学院 殷甜1峰谷书屋高级氧化技术的高级氧化技术的定义(1)产生大量非常活泼的)产生大量非常活泼的.OH等等自由基,直接与废水中的污染物自由基,直接与废水中的污染物反应,将其降解或矿化为为二氧反应,将其降解或矿化为为二氧化碳和水,不会产生二次污染;化碳和水,不会产生二次污染;(2)反应速度很快,能在很短时)反应速度很快,能在很短时间内达到处理的要求;间内达到处理的要求;(3)既可作为单独处理,又可与)既可作为单独处理,又可与其他处理过程相匹配。(如:可其他处理过程相匹配。(如:可以作为生化处理前的预处理,降以作为生化处理前的预处理,降低污水处理的成本)。低污水处理的成本)。2峰谷
2、书屋臭氧的反应机理臭氧的反应机理臭氧在常温常压下是一种不稳定、具有特殊刺激性气味的浅蓝色气体。臭氧具有极强的氧化性能,在碱性溶液中拥有2.07V的氧化电位,其氧化能力仅次于氟,高于氯和高锰酸钾。基于臭氧的强氧化性,且在水中可短时间内自行分解,没有二次污染,是理想的绿色氧化药剂。臭氧分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性,臭氧分解产生的新生态氧原子,和在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基OH,它们的高度活性在水处理中被用于杀菌消毒、破坏有机物结构等等,其副产物无毒,基本无二次污染。3峰谷书屋臭氧在水中的反应机理臭氧在水中的反应机理4峰谷书屋定义:定义:就是通过臭氧氧化与各种水处理技术组合,形成
3、氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基,其氧化还原电位2.80V。 超生强化臭氧氧化技术 臭氧与活性炭协同处理技术 臭氧/过氧化氢技术 臭氧/紫外辐射技术5峰谷书屋臭氧的产生及与其他水处理技术组合机理:基于臭氧氧化与其他水处理技术的组合形成了氧化能力极强的羟基自由基,使各种污染物降解为二氧化碳和水。电晕法生成臭氧的过程就是在常压下使含氧气体在交变高压电场作用下产生电晕放电。在一对电极间隔以介电体(通常为派莱克斯玻璃或石英玻璃)通电后伴随着放电现象而发生的化学反应可按以下三个过程进行:O2+e- 2O+e-3O O3O2+O O3由于形成臭氧的过程中,在电极间隙中会发生弥散兰紫色辉光放电现象,故
4、称作电晕放电法。它与雷电产生臭氧的原理相同。6峰谷书屋 当有一定功率的超声波辐射水溶液时,水中的微小泡核在超声负压和正压的作用下急速膨胀和压缩、破裂和崩溃。由于该过程发生在纳米级到微米级的范围内,气泡内的气体受压后急剧升温,达到5000 K。高温将气泡内的气液界面的介质裂解产生强氧化性的自由基。7峰谷书屋文献1报道了超声强化臭氧氧化技术对偶氮染料偶氮胂的脱色效能进行了研究:单独超声处理并不能降解偶氮胂 ,但超声对臭氧氧化偶氮胂有明显的强化作用。控制臭氧气体浓度为7.07mg/l,外加80W的超声,是超声协同臭氧强化处理偶氮胂的最佳组合,既可以满足在11min内脱色率达到90%,又可以节省48%
5、的臭氧投加量。 8峰谷书屋在每升含有臭氧的水中悬浮几毫克的活性炭或炭黑,在水相中会引发链反应,并加速臭氧转化为羟基自由基。有活性炭存在时,臭氧转化为羟基自由基的化学计量产率较高。与单独的臭氧作用相比,臭与单独的臭氧作用相比,臭氧氧/活性炭技术对有机物的降活性炭技术对有机物的降解速率更快;但活性炭对有解速率更快;但活性炭对有机物臭氧化影响作用与有机机物臭氧化影响作用与有机物种类有关,对与臭氧反应物种类有关,对与臭氧反应速率越小的有机物其作用越速率越小的有机物其作用越显著,例如显著,例如臭氧臭氧/活性炭活性炭对对乙乙酸钠酸钠的降解速率是的降解速率是单独臭氧单独臭氧化降解速率的化降解速率的5倍倍,而
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