过硫酸盐高级氧化技术处理废水研究
过硫酸盐催化氧化降解染料废水试验研究
染料废水具有浓度高 、 色度深 、 有机物成分复 杂 、 无机盐含量 高 、 毒 性大 、 可生化性差等特点 , 一直是 国内外废水处理 的难点 之一… 对 于这 。 种染料废水 , 使用生物法处理 , 要时间较长 、 色率较低 , 需 脱 而且不能 用 于某些毒性大 的染料废水 的处理【; 化学混凝法 由于运行费用较高 而在 印染废水处理 中的应用受到 限制 。近年来针对各 种染料废水 , 出许 1 提 多新处理方法 。特别是随着人们 对一些 自由基 的强氧化性的认识 与研 究 ,基于 自由基反应的高级氧化技 术在染料废水处理 中的应用受到研 究 人 员 的 广 泛 运 用 , 积 累 了大 量 的试 验 成 果 。 目前 , 种 新 的 基 于 过 并 一 硫酸盐及其产物硫酸根 自由基氧化 能力的高级氧化技 术在国 内外被广 泛关注 。 它的原理在于 , 过硫酸盐在溶液 中产生氧化性较强 的过硫酸根 离子(o2 1 )同时在化学 条件下 , E= . V , O 过硫 酸根离 子又可 以生成 可以产 生 比过硫酸根 离子 氧化性更强 的硫 酸根 自由基(o26 V ; 酸根 自由 E= .0 )硫 基又能够转变 为羟基 自由基(o28 V) 。这个 反应过程可 以在加热 、 E= . 0 加催化剂( 如二价铁等 ) 以及紫外线辐射下进行 而利用过硫酸盐这种 。 氧化特点进行氧化分解染料废水 , 目前还很少有报道 。 本文试验将过硫酸钾应用于染 料废 水的脱色研究 ,以实际 中被广 泛 应 用 的碱 性 染 料 罗 丹 明 B配 制 成 一 定 浓 度 (0 gL的 溶 液 作 为 模 拟 5 m /) 染 料 废 水 , F f 活 化 过 硫 酸 钾 生 成 氧 化 性 更 强 的 自由 基 进 行 氧 化 以 e Ⅱ) 脱 色 , 讨 F f / 硫 酸 钾 体 系用 于 罗 丹 明 B氧 化 脱 色 的 影 响 因 素 和 探 eⅡ)过 优选运行参数 , 染料废水的处理提供基础指导 。 为 1材 料与 方 法 . 11 剂与分析仪器 .试 试验 中模 拟染 料废 水采 用分 析纯 罗丹 明 B配置 ,浓 度 5 mgL 0 /; 5m l 0 mo L的分析纯 SO 溶 液 ,0 mo I的分析 纯 FS 7 。仪器 / 5 m l / e O ・H O 主要有 76型分 光光度 计; H 一 5 P S 5型酸度计等 。 1 . 验方法 2试 采用 罗丹明 B配置模拟染料废 水 , 采用加入 F ( / eⅡ)过硫酸钾进 行 分解脱 色, 反应 间隔一定 时间后测废水 中颜 色的变化 , 7 6型分 l光 用 5 光 度计在 50 m波长处 测罗丹明 B染料 的剩余 浓度 , 5n 以考 察过硫 酸钾 及 F( 投加 量 、 eⅡ) 废水初 始 p H值对脱色效果 的影 响。 罗丹 明 B脱色效率 =C- c X10 (oC) 。 0 %。C , / 。C分别 为 t时刻反应前 . 后 罗丹 明 B溶液 的浓度 。 2结 果 分 析 . 21 .过硫 酸钾投加量对脱色效 果的影 响
过硫酸盐氧化处理脱硫废水的研究
科学技术创新2019.32除雾器冲洗情况良好,不存在除雾器堵塞情况,除雾器烟气流速符合设计规定,吸收塔液气比符合设计标准值,但烟囱烟气流速偏高,造成液滴的二次携带。
图11号机组995MW 时的除雾器差压及烟气流量3处理建议3.1控制脱硫吸收塔浆液pH 值在5.6~5.9之间,液位在9.5~10.5之间,减少浆液循环泵运行数量。
3.2对湿烟道和湿烟囱进行改造,优化疏水管道布置,使冷凝液妥善排出是解决烟囱降雨问题的关键。
无GGH 的脱硫装置在净烟道及烟囱内筒都应该根据烟气流动特点相应布置排水装置。
3.3选用高效除雾器,净化烟气法是从“石膏雨”形成的根源出发解决问题的,但由于净化程度的局限性(一般只能去除直径20μm 以上的多数液滴),只能减轻烟气中石膏浆液和液滴携带形成的石膏雨,无法根治“石膏雨”现象,同时净化烟气法对干净烟气中水蒸气凝结形成的“石膏雨”(基本不含石膏)无法解决。
3.4采用热管换热器加热将净烟气由45~60℃的烟气加热到70~80℃,降低净烟气的过饱和度,使烟气远离水的露点温度,从而避免水蒸气凝结而形成石膏雨。
3.5在机组带大负荷时,可以适当减少风量,通过控制炉膛负压与增压风机压力,降低烟气流量与流速。
参考文献[1]蒋文举,赵君科,尹华强.烟气脱硫脱硝技术手册[M].北京:化学工业出版社,2007.[2]周至祥.湿法FGD 湿烟囱工艺的问题及对策[J].电力环境保护,2003,1(19):19-21.[3]王浩青,贺军荪.湿法烟气脱硫的烟气排放[J].能源环境保护,2009,23(3):18-19.[4]张爽.湿法烟气脱硫装置采用湿烟囱排放的探讨[J].电力建设,2005,26(1):64-66.作者简介:张培(1978-),男,本科,工程师,从事火电厂脱硫脱硝运行管理工作。
过硫酸盐氧化处理脱硫废水的研究王亮(大唐环境产业集团股份有限公司安阳项目部,河南安阳455000)火电厂脱硫废水成分复杂,污染物种类繁多,不仅含有高浓度的盐分、氟化物以及各种重金属,还含有高浓度COD 、固体悬浮物等。
过硫酸盐高级氧化技术处理废水研究
过硫酸盐高级氧化技术处理废水研究利用硫酸盐高级氧化技术处理废水
近年来,环境污染日益严重,废水处理技术也受到了越来越多的关注和科学家
以及技术人员的探索。
利用高级氧化技术处理废水的优势显著,表现在活性物质的去除率高,处理效率高,成本低等方面。
硫酸盐高级氧化技术是一种新兴的废水处理技术,它将活性物质释放到水中并
将其分解为完全氧化的终产物,从而实现废液处理、除臭及污染物去除本身的目的。
使用硫酸盐高级氧化技术可以显著提高处理水体总活性物质和抗菌作用,改善水质,有助于改善水环境。
通过硫酸盐高级氧化技术处理废水,可以有效控制废水的污染物含量,进一步
减少废水排放的污染程度,得到一定的净化效果,并有助于改善水环境。
相比于常规的废水处理技术,所耗费的成本更低,可以较好地满足多数废水处理环境的要求,具有较大的发展潜力。
另外,硫酸盐高级氧化技术还可以改变废水中各种污染物的性质,从而达到较
好的处理效果。
在废水处理过程中,利用该技术可以实现对有机物和无机物的有效降解,有效阻止有害物质的污染。
总之,硫酸盐高级氧化技术集节能、低成本、无污染等优点为一体,是当前废
水处理的有效技术手段之一,应运作因地制宜,逐步应用于各类废水处理场合,在改善水环境方面发挥着重要作用。
基于过硫酸盐的高级氧化技术缩写
过硫酸盐是一种常用的氧化剂,广泛应用于化工、环保等领域。
本文将重点介绍基于过硫酸盐的高级氧化技术,包括其原理、应用、优势等方面的内容。
一、过硫酸盐的基本性质1.过硫酸盐的化学式为O3S2,是一种无机化合物,常见的有硫酸二氧化(S2O8)2-和硫酸钾过氧化物(KHSO5)。
2.过硫酸盐具有强氧化性,能够与有机物发生氧化反应,常用于废水处理、有机物降解等领域。
二、基于过硫酸盐的高级氧化技术1.原理:过硫酸盐的高级氧化技术是利用过硫酸盐作为氧化剂,通过化学反应产生活性氧,对有机物进行氧化降解的过程。
2.应用:基于过硫酸盐的高级氧化技术广泛应用于废水处理、土壤修复、有机物降解等环境领域,也可用于有机合成反应中的催化氧化。
3.优势:过硫酸盐的高级氧化技术具有操作简便、反应速度快、氧化效率高等优点,适用于处理难降解的有机物污染物。
三、基于过硫酸盐的高级氧化技术在废水处理中的应用1.工业废水中常含有各类有机物和重金属离子,通过基于过硫酸盐的高级氧化技术可以有效降解有机物、去除部分重金属离子,达到废水排放标准。
2.在基于过硫酸盐的高级氧化技术中,常见的工艺包括Fenton氧化、高级氧化法、光催化氧化等,结合不同氧化剂和反应条件可以实现对不同废水的处理。
四、基于过硫酸盐的高级氧化技术在土壤修复中的应用1.土壤中的有机物和重金属污染严重影响土壤环境质量,而基于过硫酸盐的高级氧化技术可以有效降解有机物、促进土壤重金属的稳定化。
2.在基于过硫酸盐的高级氧化技术中,可以通过土壤原位氧化、土壤浸泡处理等方式进行土壤修复,取得较好的修复效果。
五、基于过硫酸盐的高级氧化技术在有机合成反应中的应用1.有机合成反应中,需要进行氧化反应的场合较多,而基于过硫酸盐的高级氧化技术作为一种绿色环保的氧化剂得到了广泛应用。
2.在有机合成反应中,可以使用过硫酸钾过氧化物、硫酸二氧化作为氧化剂,以实现对不同有机物的选择性氧化。
基于过硫酸盐的高级氧化技术具有广泛的应用前景,在环境领域、化工领域等领域拥有重要的地位。
基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术研究进展
基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术研究进展基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术研究进展引言:随着工业化进程的加快,有机物污染问题日益严重。
传统的生物降解和化学降解方法虽然可以一定程度上处理有机物污染,但存在效率低、副产物多、操作复杂等问题。
过硫酸盐高级氧化技术作为一种新兴的氧化技术,具有高效、经济、环境友好等特点,已成为有机物废水处理的研究热点。
其中,基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术因其在反应活性和选择性上的优势,受到广泛关注。
本文将对基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术的研究进展进行综述。
一、基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术的原理过硫酸盐高级氧化技术是指通过氧自由基在反应中对有机物进行氧化降解的一种方法。
而基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术则是利用过渡金属离子对过硫酸盐进行激活,提高其活性和选择性。
过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术主要包括两个步骤:过渡金属离子活化过硫酸盐生成硫酸盐自由基,自由基与有机废水中的有机物发生氧化反应。
二、基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术的应用研究1. 过渡金属选择与催化活性研究不同过渡金属离子对过硫酸盐的激活能力和催化活性具有差异。
研究人员通过调节过渡金属离子的种类和浓度,探究催化剂对过硫酸盐的活性影响。
近年来,铁、钴、铜等过渡金属离子催化活性的研究取得了一定的进展。
2. 催化剂载体材料的选择和性能研究催化剂载体材料的选择和性能对过硫酸盐高级氧化技术的应用具有重要意义。
研究人员通过改变载体材料的结构、孔隙和酸碱性质,提高催化剂的活性和稳定性。
介孔材料、纳米材料和薄膜材料等广泛应用于基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术中,并取得了良好的研究效果。
3. 反应条件优化研究反应条件的优化对于提高基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术的效果至关重要。
温度、pH值、溶液浓度、氧气的供应等条件的选择和控制能够明显影响该技术的反应速率和降解效果。
近年来,研究人员针对不同有机废水,通过改变反应条件,提高了基于过渡金属活化的过硫酸盐高级氧化技术的效果。
过硫酸盐活化高级氧化技术在污水处理中的应用
过硫酸盐活化高级氧化技术在污水处理中的应用李丽;刘占孟;聂发挥【摘要】Activating persulfate technology, as a new advanced oxidation method for disposing high-concentra⁃tion and refractory organic pollutants, releases sulfate radical(SO4-· ) to effectively degrade organic pollutants, whose sulfate radical(E0=2.5~3.1 V) is superior to the hydroxide radical OH-· (E0=1.8~2.7 V). This study dis⁃cusses activating persulfate, mainly including thermal persulfate, persulfate combined with transition metal ions, photo-chemical persulfate. Moreover, it analyzes the exiting problems and future developing directions for ad⁃vanced oxidation technology of activating persulfate.%过硫酸盐氧化技术通过作用过程中产生过硫酸根自由基SO4-·进攻有机污染物,主要用于高浓度、难降解有机污染的处理,是一种新兴的高级氧化技术,其氧化电位(E0=2.5~3.1 V)比广泛研究的强氧化羟基自由基OH-·(E0=1.8~2.7 V)更强。
针对目前常用的光、热、过渡金属3种过硫酸盐活化方式,分析了国内外污水处理特点及其应用进展,并指出未来过硫酸盐活化技术的主要研究方向及其技术改进需求。
过一硫酸盐高级氧化技术
过一硫酸盐高级氧化技术【摘要】过一硫酸盐高级氧化技术是一种高级氧化技术,通过该技术可以有效地降解有机废水和废气中的有机物污染物。
本文将深入探讨过一硫酸盐高级氧化技术的原理、工艺流程以及在环保领域中的应用。
我们将重点介绍过一硫酸盐高级氧化技术在污水处理和废气处理中的作用,同时分析其优势和局限性。
我们还将展望未来过一硫酸盐高级氧化技术的发展方向,以及在工业生产中的前景。
通过本文的研究,希望能够更全面地了解和推广过一硫酸盐高级氧化技术,为环保事业的发展做出贡献。
【关键词】过一硫酸盐高级氧化技术、环保、污水处理、废气处理、工业生产、发展历程、原理、工艺流程、优势、局限性、发展方向、前景1. 引言1.1 什么是过一硫酸盐高级氧化技术?过一硫酸盐高级氧化技术是一种利用过一硫酸盐作为氧化剂,通过高级氧化反应来降解有机物和氧化有害物质的技术。
过一硫酸盐高级氧化技术包括高级氧化过程,其中通过活性氧种的产生将有机废水中的有毒物质分解成无毒或低毒的物质,从而实现废水的处理。
这种技术目前被广泛应用于污水处理、废气处理和有机废物处理等领域。
过一硫酸盐高级氧化技术具有高效、无二次污染和操作简便等优点,被认为是一种环保、高效的处理污染物的新技术。
通过高级氧化反应,过一硫酸盐可以将有机废水中的难降解有机物氧化成二氧化碳和水,从而达到废水处理的目的。
这种技术在工业生产中具有重要的应用价值,可以有效减少环境污染,保护生态环境,促进可持续发展。
1.2 过一硫酸盐高级氧化技术的应用范围过一硫酸盐高级氧化技术是一种有效的氧化处理技术,主要应用于环境治理、废水处理、废气处理等领域。
在环境治理方面,过一硫酸盐高级氧化技术被广泛应用于水质净化、土壤修复、气体净化等方面。
在废水处理中,该技术可以有效降解水中有机物、重金属离子等污染物,使废水得到有效处理。
过一硫酸盐高级氧化技术还被广泛用于印染、电镀、制药、化工等行业的工业废水处理中,为生产企业节约资源、降低成本提供了有效的技术支持。
过硫酸盐活化高级氧化新技术
过硫酸盐活化高级氧化新技术一、本文概述随着工业化的快速发展和人口规模的不断扩大,环境问题日益凸显,特别是水体污染问题已成为全球关注的焦点。
在众多水体污染处理技术中,高级氧化技术因其高效、环保的特点而备受推崇。
过硫酸盐活化高级氧化新技术作为其中的一种重要方法,其研究和应用前景广阔。
本文旨在全面介绍过硫酸盐活化高级氧化新技术的原理、特点、应用现状以及未来发展趋势,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
通过本文的阐述,读者可以深入了解过硫酸盐活化高级氧化新技术的核心原理和技术优势,掌握其在实际应用中的操作要点和注意事项,展望其在未来环境治理中的重要作用和潜在价值。
二、过硫酸盐活化技术的基本原理过硫酸盐活化高级氧化技术是一种利用过硫酸盐(如过硫酸氢钾、过硫酸铵等)作为氧化剂,通过活化过程产生强氧化性的自由基(如硫酸根自由基,SO₄⁻⋅),从而实现对有机污染物的高效降解和矿化的技术。
其基本原理涉及过硫酸盐的活化和自由基的产生与利用两个核心步骤。
过硫酸盐的活化是这一技术的关键步骤。
活化过程可以通过物理、化学或生物方法实现,如加热、紫外线照射、过渡金属离子催化等。
在这些活化条件下,过硫酸盐中的过氧键(O-O)被断裂,生成硫酸根自由基(SO₄⁻⋅)和其他活性物种。
硫酸根自由基是一种非常强的氧化剂,其氧化还原电位(E₀)高达5-1 V,可以迅速攻击有机污染物中的不饱和键、芳香环等,从而使其发生氧化分解。
硫酸根自由基还可以通过链式反应产生其他自由基,如羟基自由基(⋅OH)和超氧自由基(O₂⁻⋅),这些自由基同样具有很强的氧化性,能够进一步提高有机污染物的降解效率。
过硫酸盐活化高级氧化技术利用活化过硫酸盐产生的强氧化性自由基,实现对有机污染物的高效降解和矿化。
这种技术具有反应速度快、氧化能力强、适用范围广等优点,在环境保护、污水处理、土壤修复等领域具有广阔的应用前景。
三、过硫酸盐活化技术的实验研究过硫酸盐活化高级氧化技术作为一种新兴的水处理技术,近年来受到了广泛的关注与研究。
过硫酸盐高级氧化技术在染料废水中的应用
第51卷第5期 辽 宁 化 工 Vol.51,No. 5 2022年5月 Liaoning Chemical Industry May,2022基金项目: 国家自然科学基金项目(项目编号:51778267);国家水体污染控制与治理科技重大专项(项目编号:2012ZX07408001); 吉林省科学技术厅自然科学基金项目(项目编号:20190201113JC);吉林省生态环境厅环境保护科研项目(项目编号: 吉环科字第 2019-15 号)。
收稿日期: 2021-11-29过硫酸盐高级氧化技术在染料废水中的应用李浩1a ,林英姿1ab , 周明亮1a ,娄艺1a ,祝伟星2(1. 吉林建筑大学 a.市政与环境工程学院;b.教育部松辽流域重点实验室,吉林 长春 130018;2. 长春庆源工程咨询有限公司,吉林 长春 130018)摘 要: 染料废水普遍具有色度高、含盐量大,总有机碳含量高、分子量大,有毒的特点,难以用常规的生物法降解,是工业废水中公认的难处理废水之一。
基于过硫酸盐的高级氧化技术因能产生有效去除难降解有机物的过硫酸根自由基(SO 4•-),而备受人们的关注。
随着研究人员不断深入地研究,过硫酸盐高级氧化体系种类也日趋丰富。
论文总结了不同种类的过硫酸盐高级氧化体系在染料废水处理中的应用,分析了存在的问题及展望。
关 键 词:染料废水; 高级氧化; 硫酸根自由基; 降解中图分类号:TQ031 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2022)05-0652-03纺织业是社会公认的耗水量巨大的产业,据估计生成1 kg 的纺织物需要200 L 自来水,导致每年会产生大量染料废水,所以纺织业是世界上造成全球水污染的主要产业之一[1-3]。
染料废水具有一定的毒性和致癌性[4],不易被生物法降解,而高级氧化法能达到更好的效果。
基于过硫酸盐的高级氧化法是指利用不同方法活化过一硫酸盐、过二硫酸盐产生氧化能力很强的SO 4•-(E 0=2.5~3.1 V),将难降解的有机物氧化成无毒、无害的物质。
木基衍生炭活化过硫酸盐降解污水污染物的研究进展
对木基衍生炭活化过硫酸盐能力的影响,并对木基
衍生炭催化剂的应用前景进行了展望。
(·OH) 相比,SO ·半衰期长( 30 ~ 40 μs) ,氧化还
原电势高( E 0 = + 2.5 ~ + 3.1 V) 、水体 pH 适应范围
with developed pore structures after pyrolysis, also produce carbon materials with rich functional groups after pyroly⁃
sis. The rich pore structure of wood⁃based derived charcoal also provided the possibility for the adsorption of organic
organic pollutants in water via activating persulfate
LUO Jialin 1 , LU Haiqin 2 , HUANG Meiling 2 , SHI Jiangtao 2 , GAN Lu 2∗ , PENG Xujian 1
(1. Nanjing Police University, Nanjing 210023, China; 2. College of Materials Science and
应的活动场所,不同类型的表面都可以包含活性位
比传统污水处理方法,具有氧化能力强、反应稳定、
点。 炭在作为催化剂时,可为掺杂离子或催化反应
降解效果明显等优势,因此在水体有机污染物处理
提供丰富的活性位点,也有助于增强材料的电导率
领域有很好的应用前景
过硫酸盐高级氧化技术活化方法研究的开题报告
过硫酸盐高级氧化技术活化方法研究的开题报告题目:过硫酸盐高级氧化技术活化方法研究一、研究背景高级氧化技术是一种新型的污水处理技术,它能够对有机废水进行高效、快速的处理,具有过程简单、无二次污染等优点,同时还能够有效地降解有害物质,如重金属、药品等。
其中,过硫酸盐高级氧化技术是一种广泛应用的方法,具有强氧化能力和反应速度快等优点。
然而,在实际应用中,过硫酸盐高级氧化技术若单纯地进行处理,难以达到理想的效果,因此需要对其进行活化处理,以提高其反应活性,增强降解效果。
二、研究内容本次研究旨在通过对过硫酸盐高级氧化技术的活化方法进行研究,提高其反应活性,探究其在有机废水处理中的应用。
具体研究内容包括:1. 根据过硫酸盐高级氧化技术的特点,选择适宜的活化试剂,如纳米材料、金属催化剂等,进行活化处理。
2. 研究活化处理过程中的反应机理和反应路径,评估活化剂对反应速率、反应效果等的影响。
3. 对活化处理后的过硫酸盐高级氧化技术进行实验验证,以染料废水为实验对象,对处理效果进行评价,并与未经活化处理的过硫酸盐高级氧化技术进行对比分析。
三、研究意义过硫酸盐高级氧化技术作为一种重要的污水处理技术,在实际应用中有着广泛的应用和市场需求。
本研究通过对其进行活化处理,提高其反应活性,能够进一步提升其降解效果,为实现有机废水的高效治理提供理论和技术支撑。
四、研究方法1. 文献调研法:收集有关过硫酸盐高级氧化技术的文献资料,了解其研究现状和发展趋势。
2. 实验研究法:通过实验验证方法,研究不同活化剂对过硫酸盐高级氧化技术的影响以及处理效果。
3. 数据统计法:采用数据统计方法,对实验数据进行分析,评价活化处理后的效果,为研究提供理论支撑。
五、研究计划1. 文献调研(1个月):收集国内外有关过硫酸盐高级氧化技术的相关文献,了解其研究现状和发展趋势。
2. 实验设计(2个月):根据文献调研结果,设计过硫酸盐高级氧化技术进行活化处理的实验方案;3. 实验操作(3个月):进行实验操作,收集实验数据。
过硫酸盐高级氧化技术的研究进展
2017年03月第27卷第2期榆林学院学报JOURNAL OF YULIN UNIVERSITYMar.2017Vol.27 No.2过硫酸盐高级氧化技术的研究进展代宏哲K2_,高续春2,马亚军u(1.陕西省低变质煤洁净利用重点实验室陕西榆林719000;2.榆林学院化学与化工学院,陕西榆林719000)摘要:过硫酸盐氧化是一种高级氧化技术,可有效降解污水、土壤中的污染物,成为近些年环保领域的 研究热点。
介绍了过硫酸盐氧化技术在国内外研究进展,主要包括过渡金属离子、金属氧化物、加热、活 性炭和U V活化过硫酸盐的方法及机理e探讨了过硫酸盐氧化技术的研究现状及方向。
关键词:过硫酸盐;活化;金属离子中图分类号:TQ016文献标志码:A文章编号DOI:10.16752/j.enki.jylu.2017.02.007硫酸盐(PS)是一类无色或白色的结晶颗粒,可溶于水,无臭,具有较好稳定性的酸性氧化剂。
过硫酸盐(PS)是H202的衍生物,是通过S03将H202中的两个H取代而生成的,在结构上都包含双氧键(0-0 )[1]。
H202和P S的0-0键能分别为213.3kJ/mol、140kJ/m〇lR3]。
在电化学性能上,据报道,H202和P S的氧化还原电位分别为:1.776V、2.01V[4'因而都属于强氧化剂。
过硫酸盐溶于水会生成过硫酸根离子(s2o82_),其在常温下的氧化能力相对较弱,对有机污染物的降解能力十分有限。
一般通过施加能量或催化剂(如光辐射、热、微波辐射以及过渡金属催化)活化过硫酸盐,其被活化后会分解生成硫酸根自由基一s o4-,s o4-自由基有一对孤对电子,具有很强的氧化能力,s o4-,s2o82_,H20和目标物之间会发生一系列的链反应,攻击有机污染物分子,此外s o4-具有更长的半衰期,有目标物作用时间更久,从而能较好好的氧化降解大多数有机污染物。
目前主要采用过渡金属离子和紫外光等方式活化过硫酸盐,使其分解产生s o4-。
活化过硫酸盐高级氧化技术在污水处理中的研究进展与应用
活化过硫酸盐高级氧化技术在污水处理中的研究进展与应用活化过硫酸盐高级氧化技术在污水处理中的研究进展与应用随着工业和城市化的快速发展,污水处理已经成为了环境保护的重要课题。
传统的污水处理方法如生物法、物理法和化学法等在处理高浓度、难降解废水的效果上存在一定的限制。
面对这一挑战,活化过硫酸盐高级氧化技术应运而生,并在污水处理领域取得了显著的研究进展与应用。
活化过硫酸盐高级氧化技术是一种利用过硫酸盐体系产生氢氧自由基进行废水氧化降解的方法。
过硫酸盐(S2O82–)在适当的条件下可以分解生成硫酸根自由基(•SO4–)和氢氧自由基(•OH),这两种自由基都具有很强的氧化能力,可用于降解废水中的有机物和毒性物质。
尤其是氢氧自由基(•OH)具有非常强的氧化性,能够与大多数有机物和无机物中的碳-碳键和碳-氢键发生反应,从而将其分解成较小的无害物质。
活化过硫酸盐高级氧化技术具有高效率、广谱性和无二次污染等优点,被广泛应用于废水处理领域。
在活化过硫酸盐高级氧化技术的研究中,许多研究者提出了不同的改进方法以提高其氧化效果。
其中包括添加催化剂、调节反应条件和优化光照条件等。
添加催化剂可以提高活化过硫酸盐的效率,常用的催化剂包括铁离子、铜离子和钛离子等。
这些催化剂可以与过硫酸盐反应生成过渡态金属离子(例如铁离子的过渡态为Fe3+),从而进一步产生氢氧自由基,增加反应的速率和效果。
调节反应条件如温度、pH值和初始浓度等也可以影响活化过硫酸盐的氧化效果。
优化光照条件,如使用紫外光辐射或可见光辐射,可以提高活化过硫酸盐的活性。
光照条件可以将静态的活化过硫酸盐转变为动态的活化过程,使其更容易与废水中的有机物反应。
除了在实验室中的研究,活化过硫酸盐高级氧化技术还在工业上得到了广泛应用。
例如,在纺织工业、印染工业和制药工业中,活化过硫酸盐高级氧化技术可有效降解废水中的染料、有机溶剂和药物等有机物,达到了国家废水排放标准。
此外,活化过硫酸盐高级氧化技术还可用于处理饮用水中的有机物和微污染物,以保护人们的健康和环境的可持续发展。
过硫酸盐高级氧化技术在工业废水处理中的应用
过硫酸盐高级氧化技术在工业废水处理中的应用吴晨炜㊀王㊀震㊀代海波㊀王昭玉㊀胡程月㊀陈文清(四川大学建筑与环境学院,四川成都,610065)摘㊀㊀要㊀㊀过硫酸盐高级氧化技术是基于硫酸根自由基(S O4 -)的一种新型高级氧化技术,是刚刚兴起的崭新的研究方向,其具有反应速度快,剩余污泥少,适用范围广,无二次污染等优点,因此在工业废水治理领域具有良好的发展前景.本文将对国内外有关过硫酸盐的活化技术进行归纳总结,并探讨其在工业废水中的应用前景.关键词:过硫酸盐㊀活化㊀废水㊀㊀传统的高级氧化技术是以活性物质 O H作为氧化剂来降低去除难降解的污染物,但该方法存在很大的弊端,如 O H存在的时间短,来不及反应就消失,且易被碳酸根等无机离子淬灭而失活等.在近几年,过硫酸盐高级氧化技术作为代替传统的高级氧化技术发展起来,因为其在活化的条件下可以产生S O4 -,具有很高的氧化性,理论上可以降解大多数的有机物[1],且具有反应设备简单,反应速度快,剩余污泥少,适用范围广,无二次污染等优点,在含有毒有害及难降解有机物的污水处理中具有广泛应用前景.目前常用的过硫酸盐一般是指过二硫酸盐,是一种常见的氧化剂,都是属于H2O2的衍生物.过二硫酸盐具有热不稳定性,加热容易分解;过二硫酸盐还是一种有效的单电子转移试剂[2],在反应中不仅能快速地生成离子自由基,而且在不同金属离子存在下可使有机物发生选择性氧化.过硫酸盐作为强氧化剂,具有多种活化方式,如热活化㊁过渡金属活化等,不同的活化方式可以应用于不同的领域.近些年来,工业的快速发展导致越来越多的有毒且难降解的废水未经处理达标便排放到河流,如印染㊁医药㊁石化废水等,这些废水成分复杂㊁C O D 高㊁含盐量高以及含有有毒有害物质,会导致生态环境受到严重破坏.为了解决这一问题,有许多研究引入了过硫酸盐高级氧化技术,其作为一种有效的氧化剂,可以降解水中大多数的有机物,且其效果和成本都存在优势,因此该技术越来越受到重视.1㊀过硫酸盐活化方法的研究现状1 1㊀热活化过硫酸盐加热活化过硫酸盐是最常用的方法,已成功应用于有机物的降解.反应式为:S2O82-+h e a tң2S O4 -W a l d e m e r[3]等人采用热活化的方式并用其降解去除地下水中的氯代乙烯,结果表明:当温度设定为60ħ,反应时间为1h,氯代乙烯几乎都被氧化去除.在刘小宁[4]的研究中发现热活化过二硫酸盐对氯苯降解的反应速率常数在20-60ħ范围内随温度升高而升高.H u a n g[5]等研究表明当温度为40ħ时,绝大部分有机物的降解速率大于温度为20ħ,不过仍然有部分V O C s的降解速率随温度升高而降低,如实验的59种V O C s中,有22种不符合这个规律.H o r i[6]等人研究也表明利用过二硫酸盐降解P F O A时,温度为80ħ时的降解效率会比温度为150ħ的降解效率好.热活化过硫酸盐技术要求简单,且在一定范围内增高温度会促进污染物的降解,说明在一定范围内,温度的升高会促进S2O82-向S O4 -转化,加快反应物的消除.但是并不是S O4 -大量同时存在的情况下其效果越好,反而会因为在传递过程中被消耗,从而降低利用率,所以控制温度是提高降解速率的有效方法[7].55第5期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀过硫酸盐高级氧化技术在工业废水处理中的应用1 2㊀过渡金属离子活化过硫酸盐过渡金属可与过硫酸盐发生反应,生成S O4 -,与过硫酸盐相比,氧化性增强,因此对污染物的氧化能力也随之增强.总的归纳反应式为:M(n)++S2O82-ңM(n+1)+S O4 -+S O42-在X i a n g r o n g X u[8]等人的研究结果中发现,室温下F e2+活化的降解速率常数大于热活化条件下的降解速率常数.金属活化过硫酸盐和F e n t o n反应[9]类似,其缺点是要控制反应的p H值,只有在合适的p H值条件下才具有较好的活性;反应需要的金属的量高;要控制过渡金属离子的浓度;加入的过渡金属在反应结束后难以去除.但是在L i a n g[10]等实验中发现,通过向体系中投加络合试剂N a2S2O3可以提高反应效率,因为络合剂不仅与F e2+形成络合物,还将F e3+还原成F e2+,避免了F e2+消耗S O42-.1 3㊀紫外光活化过硫酸盐紫外活化过硫酸盐的方程式如下:S2O82-+h e a tң2S O4 -H S O5-+h vңS O4 -+ OH紫外光的存在,明显加快了过硫酸盐的分解效率.M a l a t o[11]等实验发现:当用波长小于270n m 的紫外光照射时,O-O键才会断裂.L a u[12]等用紫外光活化过二硫酸盐,然后将其用于降解丁基羟基苯甲醚(B H A),在254n m光下辐射40m i n, B H A可以得到完全矿化.由研究以及实际实验可知,使用光活化过硫酸盐的方法具有很广泛的使用前景,如用于处理污水㊁饮用水等.利用太阳光活化过二硫酸盐,不会产生经济成本,具有成本低的优势.因此,未来对于这种活化方法的应用潜力很大.1 4㊀零价F e活化过二硫酸盐在光㊁热㊁过渡金属等条件下,过硫酸盐能活化生成具有强氧化性的S O4 -,但热活化成本过高,光活化难以应用于地下水中有机污染物的治理,过渡金属会引入新的污染物以及重金属对身体有害.故Z h a o[13]等分别尝试了F e0代替F e2+,发现其活化效果更好.L i a n g[10]使用F e0直接活化过二硫酸盐并降解P C E,在实验中比较F e0/过二硫酸盐与F e2+/过二硫酸盐后发现,前者的反应分解速率明显低于后者,原因是F e0先自身分解产生F e2+,,进而完成之后反应.在杨世迎[14]等的实验中,采用F e0催化过二硫酸盐降解A N,反应120m i n后,A N降解率可达81 4%,T O C去除达52 6%.将可渗透性反应墙(P R B)技术与过二硫酸盐活化进行结合,既可以结合过二硫酸盐的氧化能力[15],同时又能充分发挥P R B技术的优点.2㊀过硫酸盐高级氧化技术在废水处理中的应用2 1㊀过硫酸盐高级氧化技术在印染废水中的应用我国作为纺织大国,产生印染废水总量大,且产生的废水色度较大,有机物含量高,p H值不稳定,其水质水量波动范围大,温度也会随季节性变化.随着印染废水中新型难降解助剂的大量增加,传统的物理法㊁化学法和生物法很难满足要求,而高级氧化技术适用于各类废水,可以与水中有机物反应,彻底地将其氧化分解为二氧化碳㊁水合矿物盐,且不会产生二次污染.然而传统的高级氧化技术有其弊端,需要满足相应的反应条件,而过硫酸盐高级氧化技术作为一种新型的技术可以有效避免这些问题,且理论上可以降解水中大部分有机物质.在丁凤[16]利用零价铁催化过硫酸盐降解多偶氮染料的研究中发现,零价铁催化过硫酸盐后可以很好地降解多偶氮染料.王鹤[17]利用生物炭活化过硫酸盐的方法处理偶氮染料,发现加入生物炭活化过硫酸盐的条件下比单独加过硫酸盐降解率高20%,且远大于只加入生物炭的体系.在杨鑫[18]的研究中,用活性炭直接非均相催化过二硫酸盐降解水中难生化有机物酸性橙7(A O7)㊁活性黑5(R B5)和活性艳橙(XGC N),活性炭/过二硫酸盐联合体系有明显的协同效应.在左传梅[19]的研究中发现F e2+活化过的二硫酸盐能有效氧化活性艳橙K G N 染料废水,与碱性㊁中性环境相比,酸性环境更利于有机物降解.65四川化工㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第21卷㊀2018年第5期2 2㊀过硫酸盐高级氧化技术在制药废水中的应用制药工艺复杂,其生产过程中会使用多种原料和溶剂,产生的废水组成复杂,污染物含量高㊁氨氮高㊁色度大㊁悬浮物高等,是比较难处理的工业废水之一.且随着行业的发展,制药废水的产生量也越来越大,因此需要寻找一种有效的去除制药废水的技术.过硫酸盐高级氧化技术即可以作为一种预处理工艺提高废水的可生化性,还可以作为深度处理工艺进一步降解废水中的污染物,已达到治理达标的目的.在郭洪光[20]利用热活化过硫酸盐降解水中氟喹诺酮抗生素的实验中发现,该活化方式能有效地氧化降解水中的环丙沙星.在张祺[21]利用超声强化电活化过硫酸盐去除水中的抗生素的研究中发现,其去除效果远大于没有加入过硫酸盐的体系.实验表明二价铁活化过硫酸盐对环丙沙星(C I P)和磺胺甲恶唑(S M X)的最高降解率分别为95 6%和74 7%,且结果显示,若在近中性条件下加入F e2+络合剂,则对C I P的降解没有影响,但是对S M X的降解有一定的促进作用.推测F e2+络合剂对不同物质降解率存在一定结果差异可能与分子结构有关.此外,研究表明若以河水和超纯水分别作为溶剂降解效果不存在明显差异,即降解效果与溶剂关系不大,表明F e2+活化过硫酸盐降解环境中的抗生素具有实际可行性[22].2 3㊀过硫酸盐高级氧化技术在石化废水中的应用石化废水组成复杂㊁水质变化大㊁污染物种类多,生物毒性大故难以采用生物降解法,因此其治理存在较大的难度,采用单独物化或生化处理很难达到排放要求.利用高级氧化技术可以有效降解废水中的污染物,使其转化为二氧化碳和水等,防止二次污染.董磐磐[23]等采用铁炭耦合F e n t o n氧化法预处理二甲基甲酰胺废水,二甲基甲酰胺的去除率可达70%以上.何士龙[24]等采用F e n t o n氧化法预处理可生化性差的石化废水,在H R T为150m i n时,废水中的硝基苯基本被去除,大大提高了其可生化性,m(B O D5)/m(C O D C r)值由最初的0 03升高至0 47.在王航[25]利用过硫酸盐降解硝基苯的实验中发现,当控制过硫酸盐浓度为2 0mm o l/L,电压5V,p H值为3 0,F e2+浓度为2 0mm o l/L,电极间距为4c m时,硝基苯降解率可达到80%.扬世迎[26]利用零价铁活化过硫酸盐降解水中的硝基苯发现,过硫酸盐对硝基苯作用不明显,当零价铁与过硫酸盐联合处理时,硝基苯去除效果良好,苯胺也可被有效去除.3㊀结论与展望根据前人的研究以及总结发现在不同活化方式下,过硫酸盐都能够产生氧化性强的S O4 -,但活化方式不同,对过硫酸盐的活化能力也不相同.如何使活法方式更为经济㊁方便和实用,都是以后研究的重点,也是实际应用中应该注意的.特别是过硫酸盐高级氧化技术在工业废水中的应用还不太成熟,存在许多亟需解决的问题.目前,人们对过硫酸盐高级氧化技术的研究多限于实验室的实验阶段,其技术发展相对不完善.而且,对过硫酸盐降解的效果的表征还处于表面的污染物去除效果上,对降解机理尚未进行深入研究.开发新型的活化方法,并将过硫酸盐活化技术用于固废㊁污水㊁土壤等的处理将是未来发展的一个重要前景;此外,过硫酸盐活化技术与传统生物技术的结合也是目前许多学者正在努力攻克的课题.参考文献[1]王萍.过硫酸盐高级氧化技术活化方法研究[D].青岛:中国海洋大学,2010.[2]李慧章,李记太.过二硫酸盐 一种有效的单电子转移试剂[J].化学试剂,1986(01):31-35.[3]W a l d e r m e rR,T r a t n y e kP,J o h n s o nR,N u r m i JT.O x i d a t i o n o f c h l o r i n a t e d e t h e n e s b y H e a tGa c t i v a t e d p e r s u l f a t e:K i n e t i c s a n dP r o dGu c t s[J].E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,2007,41(3):1010-1015.[4]刘小宁.利用热活化过硫酸盐修复氯苯污染地下水的研究[D].上海:华东理工大学,2013.[5]H u a n g K C,Z h a oZ Q,H o a g G E,D a h m a n iA,B l o c k,P A.D e g r a d a t i o no f v o l a t i l eo r g a n i cc o m p o u n d sw i t ht h e r m a l l y a c t i v a t e d p e r s u l f a t e o x i d a t i o n[J].C h e m o s p h e r e2005,1(4):551一560.[6]H o r iH,N a g a o k aY,M u r a y a m aM,K u t s u n a S.E f f i c i e n t d e c o l nGp o s i t i o no fP e r f l u o r o c a r b o x y l i ca c i d sa n da l t e r n a t i v ef l u o r o c h e m i c a l75第5期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀过硫酸盐高级氧化技术在工业废水处理中的应用s u r f a c t a n t s i nh o tw a t e r[J].E n v i r o n m e n t a lS c i e n c ea n dT e c h n o l oGg y,2008,42(19):7438-7443.[7]杜肖哲.基于热活化过硫酸盐新型高级氧化技术深度处理水中对氯苯胺的研究[D].广州:华南理工大学,2012.[8əX uX i a n g r o n g,L i X i a n g z h o n g,D e g r a d a t i o n o f a z o d y eO r a n g eG i na q u e o u s s o l u t i o n sb yp e r s u l f a t ew i t hf e r r o u s i o n[J].S e p a r a t i o n a n dP u r i f i c a t i o nT e c h n o l o g y,2010.105-111.[9]张传君,李泽琴,程温莹,等.F e n t o n试剂的发展及在废水处理中的应用[J].世界科技研究与发展,2005(06):64-68.[10]L i a n g C,W a n g ZS,M o h a n t y N.I n f l u e n c e so f c a r b o n a t ea n d c h l o r i d e i o n s o n p e r s u l f a t e o x i d a t i o n o f t r i c h l o r o e t h y l e n e a t20C[J].S c i e n c e o f t h e t o t a l e n v i r o n m e n t,2006,370(2):271-277.[11]M a l a t o S,B l a n c oJ,R i c h t e r C,B r a u n B,M a l d o n a d o M I.E nGh a n c e m e n t o f t h e r a t e o f s o l a r p h o t o c a t a l y t i c m i n e r a l i z a t i o n o f o r g a n i c p o l l u t a n t s b y i n o r g a n i co x i d i z i n g s p e c i e s[J].A p p l i e dC a t a l y s i sB: E n v i r o n m e n t a l,1998.17:347-356.[12]L a u,T.k.,C h u,W.,G r a h a m,N.K.D.T h ea q u e o u sd e g r a d aGt i o no f b u t y l a t e dh y d r o x y a n i s o l eb y U V/S2082-:S t u d y o f r e a c t i o n m e c h a n i s m s v i ad i m e r i z a t i o na n d m i n e r a l i z a t i o n[J].E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,2007.41(2):p.613-619.[13]Z h a o J i n y i n g,Z h a n g Y a o b i n,Q u a nX i e,e t a l.E n h a n c e d o x i d aGt i o no f4Gc h l o r o p h e n o lu s i n g s u l f a t er a d i c a l s g e n e r a t e df r o m z e r oGv a l e n t i r o n a n d p e r o x y d i sGu l f a t e a t a m b i e n t t e m p e r a t u r e[J].S e p P uGr i fT e c h n o l,2010,71(3):302-307.[14]杨世迎,马楠,王静,等.零价铁催化过二硫酸盐降解苯胺[J].化工环保,2013,33(06):481-485.[15]刘红梅,褚华强,陈家斌,等.过硫酸盐在地下水和土壤修复中的应用[J].现代化工,2015,35(04):42-46.[16]丁凤.零价铁催化过硫酸盐高级氧化工艺高效降解印染废水[D].长春:吉林大学,2017.[17]王鹤.生物炭催化过硫酸盐降解偶氮染料废水[D].长春:吉林大学,2013.[18]杨鑫,杨世迎,王雷雷,等.活性炭催化过二硫酸盐降解水中A O7[J].环境科学,2011,32(07):1960-1966.[19]左传梅.F e(I I)活化过硫酸盐高级氧化技术处理染料废水研究[D].重庆:重庆大学,2012.[20]郭洪光,高乃云,张永丽,等.热激活过硫酸盐降解水中典型氟喹诺酮抗生素分析[J].四川大学学报(工程科学版),2015,47(02):191-197.[21]张祺.超声强化电活化过硫酸盐去除水中抗生素的研究[D].武汉:华中科技大学,2016.[22]J i YF,F e r r o n a t oC,S a l v a d o rA,e t a l.D e g r a d a t i o n o f c i p r o f l o xGa c i na n d s u l f a m e t h o x a z o l e b y f e r r o u sGa c t i v a t e d p e r s u l f a t e:I m p l iGc a tGi o n s f o r r e m e d i a t i o no f g r o u n d w a t e r c o n t a m i n a t e db y a n t i b i o t i c s[J].S c i e n c e o f t h e t o t a l e n v i r o n m e n t,2014,472:800-808.[23]董磐磐,程爱华,李杰,等.铁炭耦合F e n t o n试剂预处理D M F 废水的研究[J].工业用水与废水,2012,43(03):8-11+27.[24]何士龙,高迎新,杨敏,等.F e n t o n氧化法用于低可生化性石化废水预处理的研究[J].北京化工大学学报(自然科学版),2009,36(03):87-91.[25]王航,王涵,冯宇,等.过硫酸盐高级氧化工艺降解硝基苯[J].环境科学与技术,2016,39(05):75-79.[26]杨世迎,杨鑫,梁婷,等.零价铁还原和过硫酸盐氧化联合降解水中硝基苯[J].环境化学,2012,31(05):682-686.A p p l i c a t i o no fP e r s u l f a t eA d v a n c e dO x i d a t i o nT e c h n o l o g y i n I n d u s t r i a lW a s t e w a t e rT r e a t m e n tW uC h e n w e i,W a n g Z h e n,D a iH a i b o,W a n g Z h a o y u,H uC h e n g y u e,C h e n W e n q i n g(S c h o o l o f A r c h i t e c t u r e a n d E n v i r o n m e n t,S i c h u a nU n i v e r s i t y,C h e n g d u610065,S i c h u a n,C h i n a) A b s t r a c t:T h e p e r o x o d i s u l f a t e a d v a n c e do x i d a t i o n t e c h n o l o g y i s an e wt y p e o f a d v a n c e do x i d a t i o n t e c h n o l oGg y b a s e do n s u l f a t e r a d i c a l(S O4 -),a n d i t i s a b r a n dGn e wr e s e a r c hd i r e c t i o n t h a t h a s j u s t e m e r g e d.I t h a s a f a s t r e a c t i o n r a t e,l i t t l e e x c e s s s l u d g e,a p p l i c a b i l i t y i sw i d e a n dn os e c o n d a r yp o l l u t i o n,e t c,s o i t h a s a g o o dd e v e l o p m e n t p r o s p e c t s i n t h e f i e l d o f i n d u s t r i a l w a s t e w a t e r t r e a t m e n t.T h i s a r t i c l e s u mm a r i z e s d o m e sGt i c a n d f o r e i g n p e r o x y s u l f a t e a c t i v a t i o n t e c h n o l o g i e s a n dd i s c u s s e s t h e i r a p p l i c a t i o n p r o s p e c t s i n i n d u s t r i a l w a s t e w a t e r.K e y w o r d s:p e r s u l f a t e;a c t i v a t i o n;w a s t e w a t e r85四川化工㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第21卷㊀2018年第5期。
过硫酸盐活化高级氧化新技术
过硫酸盐活化高级氧化新技术随着环境保护和氧化还原反应领域的发展,高级氧化技术已成为水处理、环境保护和化工等领域的重要手段。
其中,过硫酸盐活化高级氧化新技术具有较高的氧化能力和环境友好性,引起了研究者的广泛。
本文将介绍该技术的理论基础、应用现状及未来发展趋势。
过硫酸盐活化高级氧化新技术是一种基于过硫酸盐(S2O8-S2O6-2等)与羟基自由基(·OH)的氧化技术。
在适当的条件下,过硫酸盐可以活化水中的溶解氧、·OH等自由基,引发一系列链式反应,将有机污染物迅速降解为无机物、二氧化碳和水。
过硫酸盐活化高级氧化新技术的理论基础主要涉及两个方面:过硫酸盐的活化与·OH的产生。
在活化过程中,过硫酸盐通过接收电子而转化为硫酸根自由基(SO4-·),进而与水分子反应生成·OH。
这些·OH 具有极高的氧化能力,可以快速降解有机污染物。
过硫酸盐活化高级氧化新技术在水处理、环境保护和化工等领域有着广泛的应用。
例如,在废水处理方面,该技术可以有效去除废水中的有害物质,提高水质;在环境保护方面,该技术可以用于土壤修复、有毒有害废物处理等;在化工领域,该技术可以用于有机合成、化工废水处理等。
随着环保意识的增强和技术的不断发展,过硫酸盐活化高级氧化新技术将会有更广泛的应用。
未来,研究者们将进一步深入研究该技术的反应机理、优化反应条件和提高氧化效率等方面,为实现该技术的工业化应用提供理论支撑和技术支持。
随着纳米技术、生物技术等领域的快速发展,未来的研究将更加注重与其他技术的结合,开发出更高效、更环保的复合型技术。
过硫酸盐活化高级氧化新技术具有高效、环保的优势,在废水处理、环境保护和化工等领域得到了广泛应用。
未来,随着技术的不断进步和应用研究的深入,该技术将会有更广阔的发展前景。
因此,深入研究和优化该技术对于推进环境保护和可持续发展具有重要意义。
活化过硫酸盐高级氧化技术是一种新型的污水处理技术,具有高效、环保、节能等优点。
关于高级氧化技术处理抗生素废水的研究进展
关于高级氧化技术处理抗生素废水的研究进展
高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,AOPs)是一种通过产生高活性氧化剂来降解有机污染物的技术。
在抗生素废水处理中,由于其复杂的组分和高度稳定性,传统的废水处理方法往往效果不佳。
而高级氧化技术通过产生高度活性的自由基,能够有效地降解抗生素和抗生素代谢物,从而解决废水中抗生素残留的问题。
以下将介绍关于高级氧化技术处理抗生素废水的研究进展。
光催化氧化技术是高级氧化技术中的一种常用方法。
研究表明,利用紫外光照射氧化剂(如过硫酸盐和氢氧化物)能够产生高度活性的羟基自由基,对抗生素废水中的有机物进行氧化降解。
研究人员通过调节光催化反应中的pH值、光照强度和溶解氧浓度等参数,优化了反应条件,并研究了废水中不同抗生素的降解机理和动力学特性。
除了光催化氧化和臭氧氧化外,还有其他高级氧化技术在抗生素废水处理中得到广泛应用。
高级氧化技术与生物处理技术的联合应用,可同时降解废水中的有机物和微生物。
研究人员通过将高级氧化技术作为生物处理的前置步骤,降低了抗生素残留浓度,并提高了废水处理效果。
高级氧化技术与电化学技术、化学条件等其他方法的结合研究,也进一步提高了废水处理效率。
过硫酸盐活化高级氧化技术在污水处理中的应用
过硫酸盐活化高级氧化技术在污水处理中的应用过硫酸盐活化高级氧化技术在污水处理中的应用随着工业化和城市化的快速发展,污水处理成为了一项重要的环境保护任务。
传统的污水处理方法往往无法有效地降解污染物,因此需要引入新的技术手段来提高处理效果。
过硫酸盐活化高级氧化技术作为一种新型的污水处理技术,被广泛应用于各个领域。
过硫酸盐活化高级氧化技术是以过硫酸盐作为活性氧体系的激发剂,通过产生的氢氧自由基(•OH)来降解有机污染物。
过硫酸盐在一定条件下能够分解成硫酸根离子和过硫酸根离子,后者通过电子捕获作用而产生•OH。
由于•OH具有强氧化性,能够高效地降解有机污染物,因此过硫酸盐活化高级氧化技术在污水处理中具有广阔的应用前景。
首先,过硫酸盐活化高级氧化技术具有高效降解有机污染物的特点。
有机污染物在水体中往往难以分解,传统的生物处理方法或物理化学处理方法都无法完全去除。
而过硫酸盐活化高级氧化技术通过产生的•OH,能够直接攻击有机污染物的化学键,将其分解成较小的分子或无害的物质,从而使有机物得到有效去除。
其次,过硫酸盐活化高级氧化技术具有广谱性的污染物降解能力。
无论是有机污染物还是无机污染物,过硫酸盐活化高级氧化技术都能够有效降解。
有机污染物比如苯系物、卤代有机物、农药等都可以被降解,而无机污染物如重金属离子、氰化物、氨氮等也能够通过该技术得到去除。
因此,过硫酸盐活化高级氧化技术在处理不同类型的废水中具有较强的适应性。
此外,过硫酸盐活化高级氧化技术操作简单,设备要求低。
该技术只需加入适量的过硫酸盐作为激发剂,并通过一定的反应条件来形成活性氧体系,然后将污水与活性氧体系接触反应即可。
相比于传统的生物法和物理化学法,过硫酸盐活化高级氧化技术无需复杂的设备、高能耗的操作,更加节约能源、环保且成本较低。
在实际应用中,过硫酸盐活化高级氧化技术已经取得了一些突破性进展。
研究人员通过不断探索合适的过硫酸盐激发条件、改进反应体系结构和反应装置,提高了技术效能和经济性。
活性炭活化过硫酸盐处理含酚废水的实验研究
活性炭活化过硫酸盐处理含酚废水的实验研究程爱华;邵新岚;王倩【摘要】The phenol was used as the target pollutant , the advanced oxidation technology of the activated car-bon activated per-sulfate to treat the organic wastewater was studied , the effect of the concentration of organic wastewater, temperature, pH, medicine dosage, reaction time and other factors on the treatment effect was investi-gated.The reaction mechanism of activated carbon activated per-sulfate catalytic oxidation system was explored . The experimental results showed that in the activated carbon activate sodium per-sulfate(PS) system, when the wa-ter bath vibration time was 40 min, the quantity of activated carbon was 0.15 g/L, and the PS quantity was 0.45 g/L, the initial pH value was 6, the removal rate of phenol by activated carbon activate PS was 80.81%, compared with the removal rate of phenol of 39.50% by activated carbon separately and that of 22.90% by PS, had improved greatly .The catalytic effect of activated carbon activate PS system was obvious .%以有机污染物中常见的苯酚为目标污染物,研究活性炭活化过硫酸盐高级氧化技术处理含酚废水.考察含酚废水浓度、温度、pH、药品投加量、反应时间等因素对处理效果的影响,探究反应机理.结果表明,当水浴震荡时间为40 min,活性炭与过硫酸纳(PS)投加量分别为0.15 g/L、0.45 g/L,初始pH为6时,活性炭活化PS对苯酚去除率为80.81%;相较于活性炭单独去除苯酚效率的39.50%和PS单独去除苯酚效率的22.90%,有较大提高,说明活性炭对过硫酸钠氧化体系的催化效果明显.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)035【总页数】5页(P347-351)【关键词】过硫酸钠(PS);活性炭;苯酚;活化;高级氧化【作者】程爱华;邵新岚;王倩【作者单位】西安科技大学地质与环境学院,西安 710000;西安科技大学地质与环境学院,西安 710000;西安科技大学地质与环境学院,西安 710000【正文语种】中文【中图分类】X703苯酚及其衍生物属于芳香族化合物,对生物体具有毒害作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
过硫酸盐高级氧化技术处理废水研究徐旻辉0201201591.引言随着进入环境的污染物日趋复杂化,促使了以羟基自由基(OH•) 为主要活性物种的高级氧化技术的产生与发展。
与其他传统氧化法相比,高级氧化技术的主要特点在于氧化能力强、选择性小、反应速率快,而且反应条件温和,无需高温高压。
传统的高级氧化技术是以OH•为主要活性物质降解污染物。
过硫酸盐高级氧化技术是近年来发展起来的以SO4-•为主要活性物种降解污染物的新型高级氧化技术,是一种类Fenton法。
过硫酸盐包括过一硫酸盐(PMS) 和过二硫酸盐(PS),通常情况下是指后者。
过硫酸盐是一类常见氧化剂,主要有钠盐、钾盐和铵盐。
过一硫酸盐和过二硫酸盐属于H2O2的衍生物。
三者在结构上相似,都有O-O键。
H2O2中的一个H被SO3取代生成PMS,两个H被SO3取代生成PS。
由于SO3的影响,O-O键变长,键能降低。
PS中O-O键的键能为140 kJ/mol,H2O2为213.3 kJ/mol。
PMS中O-O 键的键能还没有报道,不过据推测应该在140 kJ/mol和213.3 kJ/mol之间。
此外,PMS由于只有一个H被取代,具有不对称结构。
由于SO3的吸电子作用,使PMS 中的O-O键中电子云向SO3一侧的氧原子偏移,使H一侧的氧原子带部分正电荷。
这三种过氧化物都是强氧化剂,标准氧化还原电位为2.01 V (PS)、1.82 V (PMS) 和1.776 V (H2O2)。
但是在未活化的情况下三种过氧化物氧化有机物的能力都有限。
在热、UV、金属活化条件下,这三种过氧化物可以产生SO4-•和OH•。
SO4-•的标准氧化还原电位为+2.5~+3.1 V,接近于甚至超过氧化性极强的OH• (Eθ=+1.8~+2.7 V)。
2.过硫酸盐活化方法(1)热活化基本原理: S2O82-加热→SO4-•热激发断裂双氧健,需要的热活化能约140.2 kJ/mol。
热活化过硫酸盐的技术已被应用于处理土壤及地下水中的有机污染物质。
在研究过程中,人们发现在不同温度下有机污染物质的降解效率不同,提高温度可提高热活化技术的效率。
除温度影响外,在热活化过程中,影响活化的因素还有过硫酸盐的浓度、pH和离子强度。
基于SO4-•的高反应活性,过硫酸盐在传统有毒、有害、难生化降解有机废水处理方面也有很大的应用前景。
Hod等提出用过硫酸盐在高温下降解废水中的I-H全氟烃类,使之产生F-,再加入Ca2+,形成对环境影响很小的CaF2。
(2)过渡金属离子活化基本原理:以Fe2+为例:Fe2+ + S2O82-→Fe3+ + SO4-• + SO42-在这个过程中,反应所需要的活化能约50.2kJ/mol。
过渡金属离子(Fe2+等)在常温下(20℃) 即可分解过硫酸盐产生SO4-•。
金属离子除Fe2+外,还有Ag+、Cu2+、Mn2+、Ce2+、Co2+等。
此外序批地向反应体系中投加少量的铁离子和向体系中加入络合剂(包含螯合剂) 的方式提高有机物的降解效果。
常用的螯合剂有乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸、氮三乙酸(NTA)等。
螯合剂与金属离子形成具有特殊稳定性的螯合物,螯合物比络合物更加稳定。
,同时过渡金属离子活化过硫酸盐的方法也可用来降解无机物质。
用紫外光(UV) 或高温在原位处理过程中不易实现,因此在常温条件下过渡金属离子活化过硫酸盐的技术受到重视。
螯合金属离子取代普通金属离子延长了过硫酸盐活化的时间,使过硫酸盐在离注入井较远的受污染区域也可降解有机污染物质。
过硫酸盐金属离子活化方法还可用于某些特殊废水的处理。
造纸、纺织、电镀、影印业的废水中有机物含量高,且富含很多过渡金属元素,如造纸废水中富含Mn、Fe、Cu,纺织废水中富含Cu、Cr、Co,影印废水中富含Ag等。
可利用废水中富含的过渡金属离子活化过硫酸盐的技术降解处理废水,达到以废治废的作用。
(3)光活化基本原理: S2O82-hv→SO4-•活化所需的紫外光波长要求小于295 nm。
UV存在时,过硫酸盐的分解效率明显提高。
光活化可降解有机污染物质,同时利用过硫酸盐的强氧化性,也常将其用于处理含无机离子的废水。
光活化过硫酸盐的方法可用于处理饮用水和污水,尤其是那些装有UV消毒系统的水厂。
由于UV/ S2O82的高效性和S2O82的高溶解性,这种方法还很适合于逆流的污水中去除难生物降解有机物。
太阳光中的UV约占5%,这足以使过硫酸盐转化为SO4-•。
由于使用太阳光无经济费用,在光照条件下活化过硫酸盐技术的经济成本低。
因此,太阳光活化过硫酸盐水处理技术将具有很大的发展潜力。
(4)碱性条件活化过硫酸盐在pH<3时有较高活性,但是在pH>10的碱性条件下也有较高活性。
对于碱性条件下降解的机理,并没有明确的解释。
在pH为2~7的环境下主要存在的是SO4-•,而在pH>12的环境中主要存在的是OH•,这可能是利用了OH•的氧化性降解了有机污染物质。
在实际应用中,强碱性条件可能腐蚀设备或是引起金属离子析出,因此碱性条件活化过硫酸盐对操作条件和仪器设备的要求较高。
(5)零价铁离子Fe0除了用Fe2+外,也有人研究其他价态的铁离子活化过硫酸盐。
将Fe0/ S2O82-与Fe2+/S2O82-比较发现,前者反应体系中过硫酸盐分解曲线缓慢,其原因可能是Fe0自身分解为Fe2+需经历一个过程,此过程无论在有氧还是无氧条件下都可发生。
3.过硫酸盐降解机理SO4-•具有较高的氧化还原能力,理论上可以降解大多数有机物。
SO4-•与多数烷烃和醚类有机化合物的速率常数在106~107 M-1S-1之间,醚类化合物的速率常数大于烷烃类,在108 M-1S-1左右。
甲醇、乙醇、异丙醇等醇类和甲醛等醛类化合物与SO4-•的反应速率常数在107~108 M-1S-1之间,大于含有相同C原子数量的烷烃降解速率。
研究发现速率常数与这些饱和有机物的C-H键能存在一定关系,表明氢原子提取可能是主要的反应机理。
SO4-•与一系列的烷烃、烯烃、醇、醚和胺在乙腈中的反应速率常数,结果发现反应数率常数的变化范围在106~109 M-1S-1之间,并且在乙腈中的反应速率均大于在纯水中。
研究表明SO4-•与烯烃类化合物主要是通过加成的方式反应,而与烷烃、醇、醚是通过氢提取的方式反应,与胺类主要是通过电子转移的方式反应。
根据过渡态原理通过量子化学计算的方法,得出SO4-•与各种烷烃、醇、醚、酯等饱和有机化合物的反应活化能,发现C-H键的键能与反应活化能线形相关,验证了SO4-•与这类饱和的有机化合物的反应主要是通过氢提取的方式反应。
SO4-•也能有效降解苯系化合物,其降解速率与羟基自由基的速率相当。
通过脉冲辐射光谱的方法,测定21种苯系化合物与SO4-•的反应速率常数,发现不同苯系化合物取代基的Hammer常数S与降解速率常数的对数与线性相关,表明SO4-•与芳香类化合物主要是通过电子转移的方式进行。
SO4-•氧化苯丙氨酸的反应是SO4-•进攻苯丙氨酸首先生成在310 nm处有一强吸收峰的苯丙氨酸阳离子自由基,表明SO4-•与苯丙氨酸主要也是通过电子转移的方式进行。
SO4-•与醇类、烷烃、醚以及酯类等饱和有机化合物则多是通过氢提取途径反应,对于含有不饱和的双键的烯烃类化合物主要是发生加成反应,与芳香类化合物则主要是通过电子转移途径反应。
SO4-•与·OH类似,主要反应机理是氢原子提取、加成以及电子转移三种方式。
4.过硫酸盐应用过硫酸盐在诸多领域已有广泛应用。
早在20世纪40年代,过硫酸盐开始作为干洗漂白剂得以应用;到50年代应用于聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和氯丁橡胶等有机合成中的单体聚合引发剂;70年代被用作印刷电路板及金属表面处理微蚀剂,用于金属表面的清洁。
目前,过硫酸盐已被应用在纺织、食品、照相、蓄电池、油脂、石油开采和化妆品等诸多行业。
过硫酸盐应用于环境污染治理,则是国外最近发展起来的新领域。
过硫酸盐活化技术除了应用于原位修复领域,在传统有毒有害难生化有机废水处理方面也有潜在的应用前景。
过硫酸盐高级氧化技术在废水处理方面的研究已逐步展开,主要以色度、COD 和TOC等为指标,处理的有机废水包括氯酚类、染料类、全氟羧酸类以及垃圾渗滤液等。
对于氯酚类污染物,Malato等人模拟了太阳光催化降解五氯酚,考察PMS 作为TiO2电子捕获剂,其效果优于H2O2。
Kronholm等人采用了热活化S2O82-方式,对比研究了以过硫酸钾和H2O2为氧化剂,以毛细管作为反应场所处理0.3~0.5 mmol /L的苯酚、2,3-二氯苯酚、m-甲酚的降解效果。
结果表明,过硫酸钾在110℃时,过硫酸钾可在55 s内将有机物100%降解,对TOC也能有很好的降解,大大低于使用H2O2达到同样效果所需温度。
此外,另有人也将过硫酸盐用于多氯联苯以及2,4,6-三氯酚的降解。
在废水降解脱色方面,张乃东等人对比研究了甲基橙在S2O82-/Ag+和Fenton 体系中的降解情况,S2O82-/Ag+体系在pH = 1,反应8 min时,5 μmol /L 的甲基橙色度去除率达100% ,脱色效率优于Fenton 体系。
说明了S2O82-/Ag+不仅能破坏染料的生色基团,也能促使有机物结构的进一步变化,但完全矿化甲基橙很难,在TOC去除方面,与Fenton体系相当。
Rismayani等人将过硫酸盐作为氧化剂降解偶氮染料酸性橙Ⅱ(AO7),3 h反应时间内脱色效率可高达99.6%。
对于广泛作为乳化剂使用的全氟羧酸类等有机污染物,Hisao Hori等人利用氙气灯照射PSF产生SO4-•降解全氟辛酸及其他含C4-C8全氟烷基基团的全氟羧酸类物质,反应是通过电子转移方式,主要产物是F-和CO2。
5.展望目前,人们对硫酸根自由基技术的研究大多仅限于实验室的小试规模,其技术发展还很不完善。
而且,对过硫酸盐降解的效果常常只停留在对提高降解速率和“矿化”程度等指标的考察上,对降解机理还缺乏深入的研究。
开发新型的活化方法,并将过硫酸盐活化技术用于生活污水和工业废水的处理等将是今后发展的一个方向;另外,过硫酸盐活化技术与传统生物技术的结合也将是一个具有挑战性的课题。
6.参考文献[1] YANG Shiying. A novel advanced oxidation process to degrade organic pollutantsin wastewater: Microwave-activated persulfate oxidation[J]. J Environ Sci, 2009, 21: 1175-1180.[2] Wen-Shing Chen. Removal of dinitrotoluenes in wastewater by sono-activatedpersulfate[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2012, 19: 921-927.[3] Yaobin Ding. Spectrophotometric determination of persulfate by oxidativedecolorization of azo dyes for wastewater treatment[J]. J Environ Monit, 2011, 13: 3057.[4] 舒友菊. 过硫酸盐催化氧化降解染料废水试验研究[J]. 科技信息, 2010, 30:123.。