光化學氧化技術(shù)屬于氧化工藝,是新興的現(xiàn)代水處理技術(shù),該技術(shù)通過氧化劑(O3、H2O2等)在紫外(或可見)光的激發(fā)和催化劑(Fe2+、Fe3+ 、半導體等)的催化作用下,產(chǎn)生具有強氧化性的羥基自由基,羥基自由基的標準氧化電位達2.8eV,是除元素氟以外 強的氧化劑,能無選擇地將絕大多數(shù)有機物*氧化成CO2、H2O和其它無機物,反應速度快,耗時短,反應條件溫和(常溫、常壓),操作條件易于控制,無二次污染。印染廢水中染料的顏色來源于染料分子的共扼體系—含不飽和基團-N=N-、-N=O等的發(fā)色體,光化學氧化產(chǎn)生的羥基自由基能夠有效打破共扼體系結(jié)構(gòu),使之變成無色的有機分子,并進一步礦化為H2O、CO2和其他無機物質(zhì)。光化學氧化工藝上的特點和染料的分子結(jié)構(gòu)特征決定了光化學氧化技術(shù)在印染廢水處理方面具有其他工藝所*的優(yōu)勢。
近年來印染行業(yè)技術(shù)革新日新月異,普遍采用堿減量工藝,人工合成聚乙烯醇(PVA)漿料和各種難降解、抗氧化的助劑大量使用,印染廢水有機物濃度大幅上升,可生化性進一步變差,使得原先可以達到處理要求的傳統(tǒng)二級處理工藝處理效果削弱,難以達標排放。
印染廢水的光化學氧化處理
光化學氧化技術(shù)屬于氧化工藝,是新興的現(xiàn)代廢水處理技術(shù),該技術(shù)通過氧化劑(O3、H2O2等)在紫外(或可見)光的激發(fā)和催化劑(Fe2+、Fe3+、半導體等)的催化作用下,產(chǎn)生具有強氧化性的羥基自由基(.H),.OH的標準氧化電位達2.8eV,是除元素氟以外 強的氧化劑,能無選擇地將絕大多數(shù)有機物*氧化成CO2、H2O和其它無機物,反應速度快,耗時短,反應條件溫和(常溫、常壓),操作條件易于控制,無二次污染。印染廢水中染料的顏色來源于染料分子的共扼體系-含不飽和基團-N=N-、>C=C<、-N=O、>C=O等的發(fā)色體,光化學氧化產(chǎn)生的?OH能夠有效打破共扼體系結(jié)構(gòu),使之變成無色的有機分子,并進一步礦化為H2O、CO2和其他無機物質(zhì)。光化學氧化工藝上的特點和染料的分子結(jié)構(gòu)特征決定了光化學氧化技術(shù)在印染廢水處理方面具有其他工藝所*的優(yōu)勢。
1.UV/O3法
UV/O3是將臭氧(O3)與紫外光(UV)輻射相結(jié)合的氧化工藝。O3是一種強氧化劑,既可直接與有機物反應,也可通過反應過程中產(chǎn)生的.OH氧化有機物,具有很好的降解有機物、開環(huán)脫色和消毒效果,且多余的O3在水中自動分解成O2,無二次污染。
2.光助Fenton法
Fenton試劑是由雙氧水(H2O2)與亞鐵離子(Fe2+)按一定比例混合而成的強氧化劑。光助Fenton體系中,紫外光和Fe2+對H2O2的催化存在協(xié)同效應,使得H2O2的利用效率更高,反應速度和處理效果也優(yōu)于普通Fenton試劑。
反應過程中產(chǎn)生大量的.OH,使有機物被氧化分解,同時鐵水絡(luò)合物Fe(OH)2+對印染廢水中的懸浮染料具有很好的絮凝沉淀效應,強化了對污染物的去除。
3.光催化氧化法
光催化氧化技術(shù)的原理是利用能量等于或大于半導體材料(TiO2、ZnO、CdS等)禁帶寬度(一般3eV以下)的光照射半導體材料,使其價帶上的電子(e-)被激發(fā)躍遷到導帶,在價帶上產(chǎn)生相應的空穴(h+)。光致空穴(h+)具有的得電子能力,將其表面吸附的OH-和H2O氧化成OH,被激發(fā)的電子(e-)與O2結(jié)合生成超氧離子(O2-):TiO2+hν→TiO2+h++e-h++OH-→OHh++H2O→OH+H+e-+O2→O2-OH和O2-將有機物 終氧化為CO2、H2O和無機離子。另外,染料本身也是光敏化劑,有助于催化劑
電化學氧化技術(shù)在印染廢水中的應用
2.1 電化學氧化處理還原染料廢水
采用電化學氧化技術(shù)使廢水中的有機物質(zhì)在陰陽兩極上發(fā) 生電極氧化還原反應降解有機污染物,從而降低廢水的色度和 COD。應用電化學氧化法對酸性紅B、分散紅E-4B和還原深藍 BO三種不同類型還原染料廢水進行處理[9]。在圖1所示的電解裝置中進行,往電解槽中加入適量的染料溶液或?qū)嶋H廢水,維 持電壓8~20 V,電流密度為50 A/m2時進行電化學氧化。測定 廢水的色度、TOC和CODCr。有關(guān)結(jié)果見表1所示。同時采用電 化學氧化法和混凝法的組合工藝,對酞菁染料生產(chǎn)廢水進行處 理[14],結(jié)果表明,對CODCr和色度去除率分別為78.6 %和99.5 %。 同時實際廢水經(jīng)電化學氧化處理后,BOD5/COD的值從0提高到 0.05,廢水的可生化性都有所提高。
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