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印染废水处理之电光化学氧化技术-佳洁纯水设备
发布日期:[ 2020-04-13 ]    共阅 [  ] 次

光化学氧化技术属于氧化工艺,是新兴的现代水处理技术,该技术通过氧化剂(O3、H2O2等)在紫外(或可见)光的激发和催化剂(Fe2 、Fe3 、半导体等)的催化作用下,产生具有强氧化性的羟基自由基,羟基自由基的标准氧化电位达2.8eV,是除元素氟以外 强的氧化剂,能无选择地将绝大多数有机物彻底氧化成CO2、H2O和其它无机物,反应速度快,耗时短,反应条件温和(常温、常压),操作条件易于控制,无二次污染。印染废水中染料的颜色来源于染料分子的共扼体系—含不饱和基团-N=N-、-N=O等的发色体,光化学氧化产生的羟基自由基能够有效打破共扼体系结构,使之变成无色的有机分子,并进一步矿化为H2O、CO2和其他无机物质。光化学氧化工艺上的特点和染料的分子结构特征决定了光化学氧化技术在印染废水处理方面具有其他工艺所无可比拟的优势。

近年来印染行业技术革新日新月异,普遍采用碱减量工艺,人工合成聚乙烯醇(PVA)浆料和各种难降解、抗氧化的助剂大量使用,印染废水有机物浓度大幅上升,可生化性进一步变差,使得原先可以达到处理要求的传统二级处理工艺处理效果削弱,难以达标排放。

印染废水的光化学氧化处理

光化学氧化技术属于氧化工艺,是新兴的现代废水处理技术,该技术通过氧化剂(O3、H2O2等)在紫外(或可见)光的激发和催化剂(Fe2 、Fe3 、半导体等)的催化作用下,产生具有强氧化性的羟基自由基(.H),.OH的标准氧化电位达2.8eV,是除元素氟以外 强的氧化剂,能无选择地将绝大多数有机物彻底氧化成CO2、H2O和其它无机物,反应速度快,耗时短,反应条件温和(常温、常压),操作条件易于控制,无二次污染。印染废水中染料的颜色来源于染料分子的共扼体系-含不饱和基团-N=N-、>C=C<、-N=O、>C=O等的发色体,光化学氧化产生的?OH能够有效打破共扼体系结构,使之变成无色的有机分子,并进一步矿化为H2O、CO2和其他无机物质。光化学氧化工艺上的特点和染料的分子结构特征决定了光化学氧化技术在印染废水处理方面具有其他工艺所无可比拟的优势。

1.UV/O3法

UV/O3是将臭氧(O3)与紫外光(UV)辐射相结合的氧化工艺。O3是一种强氧化剂,既可直接与有机物反应,也可通过反应过程中产生的.OH氧化有机物,具有很好的降解有机物、开环脱色和消毒效果,且多余的O3在水中自动分解成O2,无二次污染。

2.光助Fenton法

Fenton试剂是由双氧水(H2O2)与亚铁离子(Fe2 )按一定比例混合而成的强氧化剂。光助Fenton体系中,紫外光和Fe2 对H2O2的催化存在协同效应,使得H2O2的利用效率更高,反应速度和处理效果也优于普通Fenton试剂。

反应过程中产生大量的.OH,使有机物被氧化分解,同时铁水络合物Fe(OH)2 对印染废水中的悬浮染料具有很好的絮凝沉淀效应,强化了对污染物的去除。

3.光催化氧化法

光催化氧化技术的原理是利用能量等于或大于半导体材料(TiO2、ZnO、CdS等)禁带宽度(一般3eV以下)的光照射半导体材料,使其价带上的电子(e-)被激发跃迁到导带,在价带上产生相应的空穴(h )。光致空穴(h )具有极强的得电子能力,将其表面吸附的OH-和H2O氧化成OH,被激发的电子(e-)与O2结合生成超氧离子(O2-):TiO2 hν→TiO2 h e-h OH-→OHh H2O→OH H e- O2→O2-OH和O2-将有机物 终氧化为CO2、H2O和无机离子。另外,染料本身也是光敏化剂,有助于催化剂

电化学氧化技术在印染废水中的应用

2.1 电化学氧化处理还原染料废水

采用电化学氧化技术使废水中的有机物质在阴阳两极上发 生电极氧化还原反应降解有机污染物,从而降低废水的色度和 COD。应用电化学氧化法对酸性红B、分散红E-4B和还原深蓝 BO三种不同类型还原染料废水进行处理[9]。在图1所示的电解装置中进行,往电解槽中加入适量的染料溶液或实际废水,维 持电压8~20 V,电流密度为50 A/m2时进行电化学氧化。测定 废水的色度、TOC和CODCr。有关结果见表1所示。同时采用电 化学氧化法和混凝法的组合工艺,对酞菁染料生产废水进行处 理[14],结果表明,对CODCr和色度去除率分别为78.6 %和99.5 %。 同时实际废水经电化学氧化处理后,BOD5/COD的值从0提高到 0.05,废水的可生化性都有所提高。

 

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