实验设计作业高级氧化实验设计
高级氧化工艺试验研究
舅 水
池
鏊
池
艺参数 ； 为再生水厂 的下一步运行 、 建 、 新 改造提供 数据 ； 索 摸
出 最 佳运 行 工 况 条 件 。
工艺流程三 强化混凝空气曝气生物过滤工艺
２ 实验过程与方法
２ １ 工艺 流 程 选 择 ．
２ ．２主要工艺参数
运 行 水 量 混 凝沉 淀停 留 时 间 聚 合铝 和氯 化铁 投加 量 １５ ｍ３ｈ ． ～２ ／ ４ ｒｉ ５ ｎ ａ ｌ ～２ｍｇ Ｌ ５ ５ ／
０ １ 酰 胺 ．６
根据表 １ 所示 ， 污水 厂的二级 出水 中， 酮和 卤代物 等难降 解物 质的含量 占主要部分 ， 醛和烷烃这些 可降解物质的含量非
常 少 。说 明 原 水 用 常规 的 处 理 方 法很 难 将 这 些 有机 物 去 除 。此
外， 原水 中的有机氮物 质 （ 胺） 酰 含量也 比较大 ， 在后 续的处理
曝气生物滤柱反冲洗间隔时间5天曝气生物滤柱反冲洗强度水9m3h曝曝气生物滤柱反冲洗强度气25m3h岛级气生砂麒水铽化物滤先气冲12分钟再水冲56分钟装滤池砂滤柱反冲洗间隔时间35天池砂滤柱其它各项参数同曝气生物滤池3试验结果与分析工艺流程一高级氧化预处理与生物过滤工艺试验以高碑店污水厂二级出水为水源将原水直接经过选为了提高曝气生物滤池对氨氮的去除率将普通的空气曝定的各个工艺流程处理后再对各段出水进行分析同时监测气变换成纯氧曝气并且在其后设置砂滤池以确保出水浊度
１ ｔ
１ ２
３ １ Ｏ
童 ８ 喜 ６
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图 ４ 强化混凝空气曝气生物过滤工艺各阶段 ｃ Ｄ Ｏ 平均去除率
如上 图所表示 ， Ｏ ｒ Ｃ Ｄ￣去除率在各个流程的每个阶段中截 然不 同 ，在 图 ２中在 高级 氧 化浣程 中， 经过高 级 氧 化段后
氧化还原反应实验设计与分析
氧化还原反应实验设计与分析实验目的：通过设计氧化还原反应实验，了解反应的基本原理和实验方法，并分析实验结果。
实验材料：1. 铝箔片2. 铁片3. 小瓶子4. 醋酸和氢氧化钠溶液5. 盐酸和氢氧化钠溶液6. 雪碧和可乐7. 导线和电池实验步骤：1. 氧化铝箔片实验：a. 将一块铝箔片放入小瓶中，倒入足够的醋酸溶液。
b. 盖上小瓶盖，观察反应现象。
c. 记录观察结果，并进行分析。
2. 铁的氧化实验：a. 将一块铁片放入小瓶中，倒入足够的盐酸溶液。
b. 盖上小瓶盖，观察反应现象。
c. 记录观察结果，并进行分析。
3. 雪碧与可乐的氧化还原反应：a. 将雪碧和可乐倒入两个不同的杯子中。
b. 在每个杯子中加入相同数量的电池正负极，用导线连接。
c. 观察反应是否发生，并记录观察结果。
实验分析：1. 氧化铝箔片实验：铝与醋酸之间的反应是一个氧化还原反应，铝氧化生成了氢气和铝醇盐。
观察到瓶子内有气泡产生，表示氧化反应进行了。
2. 铁的氧化实验：铁与盐酸之间的反应也是一个氧化还原反应，铁氧化生成了氢气和铁盐。
观察到瓶子内有气泡产生，表示氧化反应进行了。
3. 雪碧与可乐的氧化还原反应：雪碧和可乐中含有二氧化碳，通过电池导线连接，使电流通过液体。
由于电化学反应的存在，观察到二氧化碳气泡从电池极端释放出来。
实验结论：通过以上实验，初步了解了氧化还原反应的基本原理和实验方法。
氧化还原反应是指物质在氧化剂和还原剂作用下发生电子转移的过程。
在氧化还原反应中，氧化剂接受电子，而还原剂失去电子。
实验中观察到的气泡释放现象和变化可以作为判断氧化还原反应是否发生的依据。
通过这些实验，可以进一步应用于实际生活中的化学领域，例如电池的工作原理、防腐蚀等方面的研究。
此外，还可以通过氧化还原反应实验探究环境污染、电镀等相关问题。
总结：通过设计并进行氧化还原反应实验，我们深入了解了氧化还原反应的基本原理和实验方法。
同时，通过观察实验结果，我们对氧化还原反应中氧化剂和还原剂的反应过程有了更加直观的了解。
高级氧化技术
高级氧化技术之芬顿Fenton处理工艺1处理工艺l.i芬顿氧化法概述芬顿法的实质是二价铁离子(Fe2+)、和双氧水之间的链反应催化生成疑基自由基，具有较强的氧化能力，其氧化电位仅次于氟，髙达2.80V。
无机化学反应过程是，过氧化氢(H202) 与二价铁离子(Fe2+)的混合溶液将很多已知的有机化合物如竣酸、醇、酯类氧化为无机态。
另外，疑基自由基具有很高的电负性或亲电性，其电子亲和能髙达569. 3kJ具有很强的加成反应特性，因而Fenton反应具有去除难降解有机污染物的高能力，在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用°1.2氧化机理芬顿氧化法是在酸性条件下，H202在Fe2+存在下生成强氧化能力的疑基自由基(・0H), 并引发更多的英他活性氧，以实现对有机物的降解，英氧化过程为链式反应。
其中以・0H产生为链的开始，而其他活性氧和反应中间体构成了链的巧点，各活性氧被消耗，反应链终止。
英反应机理较为复杂，这些活性氧仅供有机分子并使其矿化为C02和H20等无机物。
从而使Fenton氧化法成为重要的高级氧化技术之一。
当芬顿发现芬顿试剂时，尚不淸楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了什么氧化剂具有如此强的氧化能力。
二十多年后，有人假设可能反应中产生了疑基自由基，否则，氧化性不会有如此强。
因此，以后人们采用了一个较广泛引用的化学反应方程式来描述芬顿试剂中发生的化学反应：Fe2卄H202-Fe3卄0H-+0H・① 从上式可以看岀，lmol的H202与lmol的Fe2+反应后生成lmol的Fe3+,同时伴随生成lmol的0H-外加lmol的疑基自由基。
正是疑基自由基的存在，使得芬顿试剂具有强的氧化能力。
据计算在pH二4的溶液中，・0H自由基的氧化电势高达2. 73 Vo在自然界中，氧化能力在溶液中仅次于氟气。
因此，持久性有机物，特别是通常的试剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物，在芬顿试剂面前全部被无选择氧化降解掉。
氧化实验报告
氧化实验报告氧化实验报告导言：氧化实验是一种常见的化学实验，通过观察物质与氧气发生反应后的变化，探究氧化反应的性质和规律。
本实验旨在通过对不同物质进行氧化实验，了解氧化反应的特点、影响因素以及应用。
实验材料和方法：材料：铁粉、铜粉、锌粉、镁粉、硫粉、木炭粉、石墨粉、火药、过氧化氢溶液、酒精灯、试管、试管架、点火器、酒精棉球等。
方法：首先，将试管架搭好，并准备好试管。
然后，分别取一小撮铁粉、铜粉、锌粉、镁粉、硫粉、木炭粉、石墨粉和火药，放入不同的试管中。
接着，将试管倒立放置在试管架上，用点火器点燃试管底部的物质。
在点燃的同时，观察试管内的变化，如火焰、气体的产生等。
最后，用过氧化氢溶液和酒精灯进行进一步的氧化实验。
实验结果和讨论：1. 金属氧化反应：将铁粉、铜粉、锌粉和镁粉分别进行氧化实验。
观察到铁粉在点燃后迅速燃烧，并发出橙红色的火焰，形成黑色的氧化铁。
铜粉在点燃后燃烧较慢，形成黑色的氧化铜。
锌粉和镁粉在点燃后迅速燃烧，锌粉形成白色的氧化锌，镁粉形成白色的氧化镁。
这表明金属与氧气反应时会发生氧化反应，生成相应的金属氧化物。
2. 非金属氧化反应：将硫粉、木炭粉和石墨粉分别进行氧化实验。
观察到硫粉在点燃后迅速燃烧，产生蓝色的火焰，形成白色的二氧化硫。
木炭粉在点燃后燃烧较慢，形成灰色的氧化木炭。
石墨粉在点燃后也燃烧较慢，形成白色的氧化石墨。
这表明非金属物质与氧气反应时也会发生氧化反应，生成相应的氧化物。
3. 火药的氧化反应：将火药进行氧化实验。
观察到火药在点燃后迅速燃烧，产生明亮的火焰和爆炸声。
这是因为火药中含有氧化剂和还原剂，氧化剂能够提供氧气，使还原剂迅速燃烧，产生大量的热和气体。
4. 过氧化氢的氧化反应：用过氧化氢溶液进行氧化实验。
观察到过氧化氢溶液在点燃后迅速燃烧，产生明亮的火焰。
这是因为过氧化氢是一种强氧化剂，能够提供大量的氧气，促使其他物质迅速燃烧。
实验结论：通过氧化实验，我们可以得出以下结论：1. 金属和非金属物质都能与氧气发生氧化反应，生成相应的氧化物。
高级氧化技术研究报告
高级氧化技术研究报告1. 研究背景高级氧化技术是一种能够高效降解有机污染物的环境保护技术。
随着工业化进程的加速和环境污染的日益严重，传统的水处理技术已经不能满足对水质要求的提高。
高级氧化技术作为一种强氧化性的方法，具有高效、无二次污染等优点，已经成为当前研究的热点之一。
2. 研究目的本研究旨在探索高级氧化技术在水处理领域的应用，并从理论上分析其降解有机污染物的机理。
通过实验验证，评估高级氧化技术在不同条件下的适用性和效果，为实际应用提供科学依据。
3. 研究方法本研究采用以下方法进行实验研究：3.1 实验设备•高级氧化反应器：使用玻璃反应器，容积为500 mL，具备温控、压力控制等功能。
•光源：采用紫外光源，波长为254 nm。
•分析仪器：采用高效液相色谱仪（HPLC）进行有机污染物的检测与分析。
•透析袋：用于分离反应体系中的反应产物。
3.2 实验步骤1.准备试样：选取典型的有机污染物作为实验对象，制备不同浓度的溶液。
2.反应条件设置：调节反应器温度、气氛、光照强度等参数，确定最佳的反应条件。
3.进行高级氧化反应：将试样加入反应器中，并进行高级氧化反应。
4.取样分析：反应结束后，从反应体系中取样，用HPLC进行有机污染物的检测与分析。
5.数据处理与分析：统计实验数据，并进行相关的数据处理、图表绘制和分析。
4. 实验结果与讨论通过反复实验，我们得到了以下结果：4.1 不同氧化剂对有机污染物的降解效果比较我们选取了几种常见的氧化剂，比如过氧化氢、高锰酸钾等，并进行了实验比较。
结果表明，过氧化氢对有机污染物的降解效果最佳，其次是高锰酸钾。
4.2 不同反应条件对降解效果的影响我们调节了反应器的温度、气氛和光照强度等参数，对降解效果进行了研究。
实验结果显示，在较高温度、氧气氛和适当光照强度下，高级氧化反应的降解效果最好。
4.3 降解机理分析我们通过进一步实验和理论分析，深入探讨了高级氧化反应的降解机理。
实验结果表明，在高级氧化反应过程中，产生了一系列的中间产物，这些中间产物进一步参与反应导致有机污染物的降解。
高级氧化法处理废水实验报告
一、实验目的
本次实验旨在了解高级氧化法处理废水的原理和流程，并通过实验来验证高级氧化法处理废水的有效性和适用性。
二、实验原理
高级氧化法是一种利用化学反应通过生成自由基氧化有机污染物的方法。
当污染物分子经历紫外线辐射或臭氧气体氧化作用时，其分子中的化学键会发生断裂，生成一系列自由基，这些自由基可以进一步与其他物质反应，将污染物氧化分解成无害物质。
三、实验步骤
1. 实验前处理：收集到待处理的含有有机污染物的废水样品，并通过PH试纸检测其pH值，保证处理过程中废水的酸碱度在合适范围内。
2. 制备高级氧化剂：加入适量的臭氧到废水样品中，或者利用紫外线辐射来激发废水样品中的自由基。
3. 处理废水：将制备好的高级氧化剂倒入废水样品中，开始进行处理。
在处理过程中，需要不断地搅拌，以加速反应的进行。
4. 处理完成后，利用过滤等方式将废水中的沉淀物分离出来，最终得到处理后的干净水质。
四、实验结果
通过实验可以发现，经过高级氧化法处理后，废水样品中的有机污染物浓度得到了显著降低，并且满足国家相关标准。
同时，由于高级氧化法不需要添加任何化学药剂，因此不会产生二次污染。
五、实验结论
本次实验证明高级氧化法是一种有效的处理废水的方法。
通过该方法可以将废水中的有机污染物以及其他一些难以去除的污染物分解成无害物质，同时还能够避免化学药剂对环境造成的二次污染。
因此，在工业生产和日常生活中，将高级氧化法用于废水处理具有非常广阔的应用前景。
高级氧化
O3-· +→HO3 +H
HO3→O3-· + +H HO3·→HO· 2 +O O3+HO·→HO4 HO4→HO2· +O2 链中止反应 HO4+HO4→H2O2+2O3 HO4+HO3→H2O2+O2+O3
5.2×1010L/(mol· s)
3.3×102s-1 1.1×105s-1 2×109s-1 2.8×104s-1 5×109L/(mol· s) 5×109L/(mol· s)
3）TiO2的光催化氧化
TiO2 UV E h
TiO2 (Ⅳ) H 2O Ti (Ⅳ) H 2O Ti (Ⅳ) H 2O h Ti (Ⅳ) OH H
（2） · OH初始攻击目标分子，并将 其分解成碎片
初始攻击
氢的提取
加成
· OH氧化苯的机制
O3+O2-·→O3-· 2 +O 03-· 2O→HO· 2+OH+H +O O3-· +HO·→HO2· 2-· +O O3-· +HO·→O3+OHO3+HO·→HO2· 2 +O H2O2→HO2-+H+ HO2-+H+→H2O2
5×1010L/(mol· s)
1.6×109L/(mol· s) 20-30s-1 6×109L/(mol· s) 2.5×109L/(mol· s) 3×109L/(mol· s) 0.125s-1 5×1010L/(mol· s)
TFG机理（高pH值）
各反应方程式 链引反应 O3+OH-→HO2-+O2 链传递反应/终止反应： O3+HO2-→HO2· 3-· +O HO2→O2-· + +H 2.2×106L/(mol· s) 7.9×105L/(mol· s) 40L/(mol· s) 反应速率常数
化学反应的氧化实验步骤
化学反应的氧化实验步骤氧化实验是化学实验中常见的一种实验方法，用于研究物质与氧气的反应过程以及产生的产物。
下面将介绍化学反应的氧化实验的步骤。
实验步骤如下：1. 实验准备：- 准备实验器材：试管、试管夹、排气装置等。
- 准备实验药品：待测物质、氧气气源、辅助反应剂等。
- 打开实验室通风设备，确保实验环境安全。
2. 实验操作：a. 将待测物质加入试管中。
可以是固体、液体或气体，根据实验需求选择适当的物质。
b. 加入适量的辅助反应剂。
辅助反应剂可以帮助加速反应，提高反应效率。
c. 密封试管并将试管夹夹在支架上。
d. 连接氧气气源，在通风装置的引导下，将氧气引入试管中。
确保氧气进入试管的速度和流量稳定。
3. 观察实验过程：a. 注意实验过程中的变化，例如产生的气体泡沫、颜色变化等。
b. 记录实验过程的持续时间和变化情况。
4. 实验结果：a. 观察实验结束后的结果。
可以借助实验仪器或肉眼来观察实验产物的形态和性质。
b. 记录实验产物的性质，例如颜色、形状、溶解性等。
c. 将实验产物与待测物质进行对比，分析反应过程中的氧化反应是否发生。
5. 数据分析：a. 根据实验结果，进行数据的整理和分析，研究实验过程中物质的氧化情况。
b. 利用相关理论知识，对实验结果进行解释和推理，探讨反应机理以及产物的生成原因。
6. 结论：a. 根据实验结果和数据分析，得出实验的结论。
b. 结论应简洁明了，准确描述实验中氧化反应的发生、产物形成等情况。
7. 实验安全：a. 在实验过程中，注意安全操作，遵循实验室安全规范。
b. 将废弃物品正确处理，避免对环境造成污染。
通过以上步骤，我们可以完成化学反应的氧化实验。
这个实验方法可以帮助我们深入了解物质与氧气的反应过程，揭示氧化反应的机理和特性。
同时，实验的结果和结论也有助于进一步的研究和应用。
在进行实验时，请务必注意实验安全，并严格按照实验步骤进行操作。
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5
1.3 高级氧化技术特点
1
产生大量非常活泼的羟基 自由基HO•, 其氧化能力(2.80V) 仅次于氟(2.87V) , 它作为反应 的中间产物, 可诱发后面的链反 应。
3
由于它是一种物理- 化学处 理过程, 很容易加以控制, 以满 足处理需要, 甚至可以降解10 9级的污染物。
高级氧化技术简介
2
实验装置及研究内容介绍
在H2O2中通入O3 可产生氧化能力很强的·OH 自由基，其氧 化电位为2.80V，比O3（氧化电位2.07V）和H2O2（氧化电位 1.76V）分别高35%和59%以上，氧化能力仅次于氟。
利用臭氧与紫外光之间的协同作用，将紫外光引入该体系中， 当臭氧被光照射时,首先产生游离氧,游离氧与水反应产生HO·。 另外,UV 辐射除了可诱发HO·产生外,还能产生其他激发态物质和 自由基,加速链反应,而这些激发态物质和自由基在单一的臭氧氧 化过程是不会产生的。
常见的氧化剂(除外) 具有更高的氧化能力， 使水中的有机物质迅速被氧化而得到降解， 并最终氧化分解为和，使有机污水的COD 值 大大降低，对水中高稳定性、难降解的有机 污染物尤为有效。
✓ 高级氧化技术主要包括 Fenton法、臭氧类氧化法、 湿式氧化技术、超临界水 氧化法、电化学氧化法及 超声氧化法等。
由此研究UV光催化联合ClO2降解水溶液中有机物，并考察影响有机物 去除的几种因素，以期为有机废水处理领域的进一步研究和市场应用提供理 论基础和科学依据。
12
2.2 研究内容
选择高级氧化体 系 确定紫外光源 优选最佳反应条件 降解路径的初探
实验装置及研究内容介绍
① 紫外灯一 ② 紫外灯二 ③ 紫外灯三 ④ 紫外灯四
2.1 实验装置
实验装置及研究内容介绍
本实验废水选择某工厂排放的高浓度有机废水，以COD作为检 测指标，来判定本工艺的处理效果。
该高浓度有机废水的原样COD值约为6万。
首先进行预处理，经过预处理之后的废水的COD在16000左右， 然后进行高级氧化阶段。
反应器构造：方形容器，容量为5L，设有进水口、出水口、搅 拌系统、加药系统、温度测定系统以及紫外灯。
11
2.2.1 三种氧化体系介绍 ③ 氧化体系三
实验装置及研究内容介绍
二氧化氯( ClO2) 具有很强的氧化性和反应活性，一般认为，反应主要 是认为ClO2在水中分解产生活泼的·OH，再由·OH与其他物质反应。
由于ClO2与有机物的反应大多是从单电子转移开始的，ClO2还原产物 ClO2－在水处理条件下一般是稳定的。但随ClO2不断消耗，体系中ClO2浓 度降低，ClO2－在水溶液中升高，氧化能力下降。同时，由于ClO2水解产 生羟基自由基 ·OH随反应时间增加而迅速减少，两者共同作用使反应不能彻 底进行，此时可再采用ClO2与其他方法联合处理或采用其他方法处理。
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2.2 研究内容
选择高级氧化体系 确定紫外光源 优选最佳反应条件 降解路径的初探
实验装置及研究内容介绍
① 氧化体系一 ② 氧化体系二 ③ 氧化体系三
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2.2.1 三种氧化体系介绍
实验装置及研究内容介绍
① 氧化体系一
本体系是在标准芬顿试剂（由H2O2和Fe2+组成的混合体系）基础上 引入紫外光，以期在硫酸亚铁与紫外光的共同催化下，使H2O2分解产 生·OH，进攻有机物分子以夺取氢，从而将大分子有机物降解为小分子 有机物或矿化为二氧化碳和水等无机物。
高级氧化技术简介
高级氧化技术 作为一种处理高浓度有机废水的方法得到
了迅速的发展。高级氧化技术( Advanced Oxidation
Technologies, 简称AOT )又称深度氧化技术，是利用活性极
强的自由基(如·OH) 氧化分解水中有机污染物的新型氧化除
污✓ 染·OH技的术标。准氧化还原电位高达2.8V，比其它
实验理论设计课程作业汇报
氧化技术处理某高浓度有机废水
【汇报人】XX
【小组成员】XX
【指导老师】XX
【汇报时间】2012.5.21
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0 温馨提示 & 免责声明
实验理论设计课程作业汇报
由于涉及专利知识保护，本实验设计中，相关 该专利部分的重要信息未予显示，并非缺乏科学严 谨性，敬请谅解！
本汇报中所有图片均来自网络，非为实际实验 装置设备。且结果预测部分的曲线图例均为手绘， 绝非实际实验结果，仅供参考，特此声明。
优点:
·OH与有机物的反应没有选择性， 与大多数有机物反应的速率常 数106—1010L(mol·s)，反应速 度快，能有Hale Waihona Puke 氧化分解有毒、 难生物降解有机物。
缺点: H2O2的利用率低,有机物矿化 不充分,处理后的水可能带有颜 色,较难应用于饮用水的处理， 费用较高。
10
2.2.1 三种氧化体系介绍 ② 氧化体系二
13
2.2.2 四种紫外光源介绍 ① 紫外灯一
实验装置及研究内容介绍
因紫外灯一在紫外波段 的波谱较连续，可以更多可 能的匹配各种催化剂，波长 185nm，可以达到很好的降 解有机物的效果。
HO•无选择地直接与废水 中的污染物反应将其降解为二 氧化碳、水和无害盐, 不会产 生二次污染。
4
既可作为单独处理, 又可 与其他处理过程相匹配, 如作 为生化处理的前后处理, 可降 低处理成本。
6
目录
1 高级氧化技术简介 2 实验装置及研究内容介绍 3 实验设计思路及结果预测 4 降解路径推测
7
【有机污染物浓度很高】 有机物浓度（以COD 计） 一般在2000 mg/ L
以上，有的甚至高达几万至十几万
【可生化性差】
有机污染物成分复杂，BOD5/ COD 值一般在 0.3 以下，甚至更低
【水质水量波动性大】
含盐量高、水质水量波动性大，富含表面活 性剂，处理的难度很大
4
1.2 高级氧化技术简介
另外，关于设备简介等信息介绍不涉及专利保 护内容，均为文献搜索结果，欢迎查阅，谢谢！
2
目录
1 高级氧化技术简介 2 实验装置及研究内容介绍 3 实验设计思路及结果预测 4 降解路径推测
3
1.1 研究背景
高级氧化技术简介
随着石油、化工等工业的飞速发展，高浓度有机废水成 为一种常见的工业废水，它的处理问题也成为世界各国研究的热 点和难点。这类废水一般具有以下几个特点：