化学氧化修复技术介绍

应/用/案/例
技/术/介/绍
Technology Introduction
常用于修复的化学氧化剂已在修复工程中被广泛应用，它们的标 准电极决定其氧化性
氧化性强弱对比如下：氟＞羟基自由基＞硫酸根自由基＞臭氧＞ 过氧化氢＞高锰酸根＞次氯酸＞锰酸钾＞氯气＞氧气
氧化性物质
F2 ·OH ·S2O4-
O3 H2O2
标准电极电位/V 2.87 2.8 2.6 2.07 1.77
S2O82- + M en+→·SO4-+ M e(n+1)+ + SO42与·OH不同, ·SO4-更为稳定, 且适用的pH范围更为广泛, 约在 2.5~11之间。
03
应/用/案/例
Applications
应/用/案/例
Applications
01
USG 公司遗留场地修复(地下水) 主要污染物:三氯乙烯(TCE)、1,1-二氯乙烯(1,1-DCE)。 氧化剂:高锰酸钾(KMnO4 )。 污染特征:污染深度约 24～32 m，污染羽范围约 5110m2 。 最大污染物浓度 TCE=45μg/L、1,1-DCE=700μg/L。 修复结果:对污染场地注射 KMnO4 进行氧化修复，短期内 TCE 及 1,1-DCE 的去除率可达86%～100%。
Fe2+ +·OH→Fe3+ +OH如果正确控制条件， Fe3+可通过与另一分子反应，还原成Fe2+ ， 生成的HO2·也能参加某些有机化合物的氧化反应，但其反应活性 要比·OH低得多：
Fe3+ +H2O2→Fe2+ +HO2·+H+
Fenton反应优、缺点
产生的·OH可迅速氧化去 除多种有机物，反应不会 造成二次污染
臭/氧
O3
臭氧主要用于去除低氧化态的氯代烯烃, 其主要机制分为两类: 臭氧 直接与C=C 发生反应, 或是通过·OH的亲核取代反应, 反应式如下:
2O3 + 3H2O2→4O2 + 2·OH + 2H2O 优点： ① 臭氧是一种强氧化剂，适用范围广泛，如：大分子量多环类污染 物、汽油、柴油、含氯溶剂等； ②反应产生的氧气有助于微生物降解； ③O3在水中的溶解度是O2的12倍，能快速与有机污染物发生反应，效 率高，修复时间短，降低成本。
缺点： 臭氧极不稳定，半衰期短，反应迅速，传输距离短，且腐蚀性强， 需要现场生产。
Fenton氧化法
H2O2+Fe2+
利用可溶Fe2+作为催化剂，生成具有高反应活性的·OH，化学反 应方程式为：
Fe2+ + H2O2→Fe3+ +·OH+OH在酸性条件和过量Fe2+ 下，·OH能进一步与Fe2+反应，生成Fe3+ ：
高级氧化法
代表：Fenton试剂、过硫酸钠
主要指的是氧化剂在其它物质 存在的情况下分解产生羟基自 由基(·OH)而发生自由基型反 应，这种情况下，污染物可直 接或间接矿化为CO2和H2O。
高/锰/酸/钾
KMnO4
高锰酸钾主要通过直接氧化的方式降解有机污染物的，其机理是： MnO4-+ 4H+ + 3e-→MnO2 + 2H2O
KMnO4氧化适宜的浓度一般为0.1%-2%，通常不超过4%
优点： ①KMnO4较稳定，易运输与存储，反应受pH影响小，反应产物MnO2 在土壤中天然存在，不会造成二次污染； ② KMnO4对微生物无毒，可与生物修复联用； ③对三氯乙烯、四氯乙烯等含氯溶剂有很好的氧化效果。
缺点： ① KMnO4的氧化剂需求量（SOD）较高，应用过程中成本高； ②反应产物MnO2沉淀可能会堵塞井口，或影响土壤的渗透性； ③ 对柴油、汽油及BTEX类污染物的处理不是很有效。
技/术/介/绍
Technology Introduction 化学氧化修复技术是利用氧化剂本身氧化能力或所产生的自由基 的氧化能力氧化分解土壤和水体环境中的污染物，使得污染物转 变成无毒或毒性较小的物质，从而达到修复目的。
定义
常用于修复的化学氧化剂包括高锰酸钾、臭氧、过氧化氢、 Fenton试剂和过硫酸钠等。
氧化性物质 MnO4ClO2 K2MnO4 Cl2Fra Baidu bibliotek
标准电极电位/V 1.51 1.50 1.49 1.36
02
技/术/原/理
Technical Principle
技/术/原/理
Technical Principle
普通氧化法
代表：高锰酸钾、臭氧
向被污染的土壤或水体中喷撒 或注入化学氧化剂，使其与污 染物质发生化学反应，使污染 物去除或转化为低毒、低移动 性产物来实现净化目的。
化学氧化修复技术
In Situ Chemical Oxidation
汇/报/人/X/X/X/
目录
CONTENTS
技/术/介/绍
Technology Introduction
技/术/原/理
Technical Principle
应/用/案/例
Applications
01
技/术/介/绍
Technology Introduction
H2O2环境友好且易于处置， 可以提供一部分溶氧，而 且铁的来源丰富、无毒、
易于去除，有较好的经济
效益
缺点是H2O2利用率低，有机 物矿化不充分，运行成本
高。
过硫酸盐
活化技术是一类新型的氧化技术，在光、热、过渡金属离子（铁、 银、钴等）或碱性件条下可活化分解为硫酸根自由基·SO4，·SO4-有一个孤对电子，其氧化还原电位E0=+2.6V，远高于S2O82（E0=+2.01V），接近于羟基自由基（OH·）（E0=+2.8V），具有 较高的氧化能力，活化的·SO4-可以快速降解有机污染物，将其矿 化为CO2和无机酸。反S应2O式82-如下活，化剂 2·SO4-
缺点： 臭氧极不稳定，半衰期短，反应迅速，传输距离短，且腐蚀性强， 需要现场生产。
臭/氧
O3
臭氧主要用于去除低氧化态的氯代烯烃, 其主要机制分为两类: 臭氧 直接与C=C 发生反应, 或是通过·OH的亲核取代反应, 反应式如下:
2O3 + 3H2O2→4O2 + 2·OH + 2H2O 优点： ① 臭氧是一种强氧化剂，适用范围广泛，如：大分子量多环类污染 物、汽油、柴油、含氯溶剂等； ②反应产生的氧气有助于微生物降解； ③O3在水中的溶解度是O2的12倍，能快速与有机污染物发生反应，效 率高，修复时间短，降低成本。