废水处理中的高级氧化技术及应用课件.ppt

1、 Seminar II 废水处理中的高级氧化技术及应用废水处理中的高级氧化技术及应用DICP主要内容主要内容n废水处理的紧迫性n目前废水处理的技术及其优缺点n废水处理中的高级氧化技术光催化氧化法n展望DICP废水处理的紧迫性废水处理的紧迫性工业的发展造成了越来越严重的环境污染，水体中大量污染物严重威胁着人类自身的健康。 1994年以来，美国在饮用水中发现了100多种合成有机物，如多氯联苯、多环芳烃等，具有“三致”作用。根据我国1998年对全国109700公里河流进行的评价，我国河流长度有70.6%被污染，其中有机污染是一个不可忽视的因素。DICP 难降解有机废水如医药、化工、染料工业废水 的特

2、点：CODCr（化学耗氧量）高，一般为数万mg/L，而国家的排放最低标准仅为300 mg/L（二级排放标准）；BOD5/COD 小于0.1，可生化性低。废水处理的紧迫性废水处理的紧迫性DICP常用的废水处理方法常用的废水处理方法物理处理法 沉淀，气浮，过滤，离心化学处理法 中和，混凝，氧化还原，离子交换生物处理法 好氧，厌氧DICP废水处理中的高级氧化技术废水处理中的高级氧化技术 高级氧化技术（Advanced Oxidation Technology，简称AOT)是指在水处理过程中可产生羟基自由基，使水体中的大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成为CO2 和H20，接

3、近完全矿化。DICPDICP废水处理中的高级氧化技术废水处理中的高级氧化技术化学氧化O3，H2O2，ClO2Fenton氧化电化学氧化湿式空气氧化超临界水氧化光催化氧化几种方法的联用DICP高级氧化技术高级氧化技术-光催化氧化法光催化氧化法 光催化氧化法是一种新型的水污染治理技术，利用紫外光照射半导体催化剂（如：TiO2），在水中产生羟基自由基，氧化水中的污染物。DICPTiO2的光催化反应机理DICP TiO2 hv e -+h+h+H2O OH +H+e -+O2 O2- H+ HO2 2HO2 O2+ H2O2H2O2 + O2- OH + HO- + O2 高级氧化技术高级氧化技术-光

4、催化氧化法光催化氧化法TiO2半导体在溶液中的基本反应式DICP光催化氧化特点：设备结构简单，反应条件温和，操作条件容易控制氧化还原性强，COD去除率高，无二次污染可利用太阳光TiO2化学稳定性高、无毒、价廉高级氧化技术高级氧化技术-光催化氧化法光催化氧化法DICPK. Chiang et al. / Applied Catalysis A: General 261 (2004) 225237提高活性的途径提高活性的途径-贵金属沉积贵金属沉积DICPG.-g. Liu et al. / Chemosphere 55 (2004) 12871291提高活性的途径提高活性的途径-过渡金属离子的掺杂

5、过渡金属离子的掺杂DICPW. Chengyu et al. / Separation and Purification Technology 32 (2003) 357/362提高活性的途径提高活性的途径-复合半导体复合半导体DICPW. Zhao, J. AM. CHEM. SOC. 2004, 126, 4782-4783提高活性的途径提高活性的途径-光敏化光敏化DICP提高降解效率的途径提高降解效率的途径超声光催化超声光催化M. Mrowetz et al. / Ultrasonics Sonochemistry 10 (2003) 247254DICP提高降解效率的途径提高降解效率的

6、途径Fenton光催化光催化S. Malato et al. / Catalysis Today 76 (2002) 209220DICP光催化氧化的应用光催化氧化的应用无机污染物废水无机污染物废水Cr2O7 2- +16H+12e- =Cr2O3+8H2OHg2+2e-=HgPb2+2H2O+2h+=PbO2+4H+Mn2+2H2O+2h+=MnO2+4H+2Co2+3H2O+2h+=Co2O3+6H+DICP光催化氧化的应用光催化氧化的应用有机污染物废水有机污染物废水有机污染物 催化剂 光源 产物 烃类 脂肪烃芳香烃 TiO2 紫外灯 CO2, H2O 卤代化合物 卤代烷烃卤代烯烃卤代脂肪

7、酸 卤代芳香化合物CDD，DCDD TiO2 Fe2O3TiO2ZnOCdSPt/TiO2 紫外灯 紫外灯HCl, H2O HCl, H2O DICP光催化氧化的应用光催化氧化的应用有机污染物废水有机污染物废水羧酸 乙酸，丙酸，丁酸，戊酸，乳酸TiO2CdSZnOFe2O3WO3Pt/TiO2 紫外灯氙灯 CO, H2,烷烃，醇，酮，酸 表面活性剂 DBSSDSBSTiO2 日光灯 CO2, HCl, SO32- 农药废水atrazineDDT敌敌畏，敌百虫有机磷农药TiO2Pt/TiO2紫外灯DICP光催化氧化的应用光催化氧化的应用有机污染物废水有机污染物废水染料 酸性红G直接耐酸大红 4BS活性艳红 X-3B酸性艳蓝G卡普隆5GS阳离子艳红5GN直接耐晒翠蓝RGL 甲基蓝，罗丹明B染料中间体H酸中性黑，一品红TiO2 紫外灯日光灯 CO2, H2O无机离子中间产物 DICP展望展望v用于饮用水的深度处理，去除水中微量的有机物v 用于工业废水的处理，去除其中的有机污染物DICPv制备高效催化剂，提高对太阳光的利用率；v寻找合适的载体和固定化方法，大型光催化氧化反应器的设计v反应机理研究中尚缺乏中间产物及活性物种的鉴定，机理研究仍处于设想与推测阶段展望展望DICPThank you!