【污水處理技術(shù)】催化氧化法處理香料廢水分類詳解
催化氧化法是把化工領(lǐng)域的最新技術(shù)與相應(yīng)的高效表面催化劑相結(jié)合的一種高效氧化技術(shù)，是處理高濃度有機化工廢水的良好手段。催化氧化法有多種，其本質(zhì)就是催化劑對氧化劑的分解產(chǎn)生催化作用，加快廢水中有機污染物與氧化劑之間的化學反應(yīng)，其中一些工藝因為處理成本高或操作要求較高，難以實際應(yīng)用，以下探討兩種對香料廢水處理實用性較強的均相催化氧化工藝。
雙氧水(H2O2)催化氧化法是在催化劑作用下產(chǎn)生HO·，其具有極強的氧化能力，可無選擇地氧化、分解許多有機物，反應(yīng)速度快，溫度和壓力等條件緩和。在催化劑作用下雙氧水(H202)能與香料廢水發(fā)生一系列反應(yīng)，最終產(chǎn)生具有高度化學活性的游離基HO·，可以氧化高濃度有機廢水，使廢水中的有機物被分解成水、二氧化碳或無機鹽，從而使體系的COD降低。石芳等對合成香料生產(chǎn)中高濃度白水處理采用了雙氧水(H2O2)催化氧化工藝，COD去除率達到95%，出水BOD150rng·L以下，取得了令人滿意的效果。
二氧化氯(CIO2)催化氧化是在高效表面催化劑存在的條件下，利用強氧化劑一二氧化氯在常溫常壓下氧化高濃度有機化工廢水，達到降解污染物的目的，且在降解COD的過程中，有機分子中的雙鍵發(fā)色團斷裂，如偶氮基、硝基、硫化羰基、碳亞氨基等，達到徹底脫色的目的，同時有效提高BOD5/COD的值。徐錫彪、褚宏偉l9J9等進行了二氧化氯單獨處理與催化氧化處理的比較試驗，試驗結(jié)果表明，后者COD去除率大大提高。徐錫彪等還利用該工藝對浙江省嘉興市中華化工集團的香蘭素生產(chǎn)廢水進行了處理，COD去除率達到99．7%，色度去除率達到99．5%，SS去除率到達99．O%以上，揮發(fā)酚去除率達到99．7%。
隨著催化氧化技術(shù)的發(fā)展，還出現(xiàn)了諸如電催化氧化、光催化氧化等新技術(shù)。目前催化氧化法已廣泛用于印染、醫(yī)藥及其他化工廢水的處理，但用于香料廢水處理的研究還不多。其中電催化高級氧化技術(shù)(AEOP)是近年發(fā)展起來的一種新型高濃度有機廢水處理工藝，其原理是通過有催化活性的電極反應(yīng)直接或間接產(chǎn)生羥基自由基，從而有效降解難生化污染物。電催化高級氧化工藝主要包括以下三種工藝：1．陽極催化氧化工藝；2．陰極還原工藝；3．陰陽兩極協(xié)同催化降解工藝。目前陽極催化氧化工藝的發(fā)展趨勢是處理效率較高的間接氧化工藝，研究重點是探索綜合性能好(較高的析氧超電勢和催化活性，較高的穩(wěn)定性和抗腐蝕性)的陽極材料。
周明華、吳祖成采用了經(jīng)氟樹脂改性的J3一PO2為陽極，能耐強酸介質(zhì)，處理含酚模擬廢水，在電壓為7．OV，pH值為2．0的條件下，降解模擬苯酚廢水25min，COD可降至6omg·L以下，揮發(fā)酚可完全去除。研究者認為陰極還原工藝處理有機物的效果要高于陽極氧化工藝。目前，由于過氧化氫發(fā)生的效率受限制，該領(lǐng)域的研究仍處于實驗室階段。陰陽兩極協(xié)同催化降解工藝在陽極氧化工藝和陰極還原工藝的基礎(chǔ)上，同時利用陰陽兩極的作用，使得處理效率較單電極催化大大增強。Brillas等以鐵為陽極氧化產(chǎn)生亞鐵離子，而以碳一聚四氟乙烯充氧陰極為陰極產(chǎn)生過氧化氫，在未分隔的電催化反應(yīng)室中，兩極產(chǎn)物共同作用，形成類Fenton反應(yīng)。研究表明，提高溫度和升高pH在3以上，苯胺降解效率能明顯提高，周明華、吳祖成在陽極電催化氧化苯酚研究的基礎(chǔ)上，研究了苯酚的陰陽兩極協(xié)同作用和催化降解，并對三種工藝對苯酚的降解作用作了比較，得出了優(yōu)化工藝。
AEOP工藝的特點是能產(chǎn)生氧化能力極強的羥基自由基(·OH)，能快速、徹底降解有機污染物直至完全礦化，無二次污染；工藝靈活，既可單獨處理，又可以與其它處理工藝匹配；作為一種物理一化學處理過程，極易控制以滿足不同處理需要。目前電催化高級氧化技術(shù)主要還處于研究階段，在國內(nèi)香料廢水處理中還未出現(xiàn)，如能進一步加快高效電極的開發(fā)與研制，其處理含酚廢水及芳香族化合物廢水的應(yīng)用前景十分廣闊。開發(fā)和選擇適宜的催化劑是催化氧化法得到更廣泛的實際應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)香料廢水種類復(fù)雜，催化劑具有選擇性，因此針對不同種類的香料廢水，針對不同的催化氧化工藝，催化劑的選擇也不同。李啟良等對催化氧化法中催化劑的選擇進行了系統(tǒng)的研究和總結(jié)，認為如何選擇適宜的催化體系(由催化劑、氧化劑和有機廢水組成的系統(tǒng))達到理想的降解效果、催化劑與氧化劑之間存在的匹配問題和探索其催化氧化的機理是需要解決的研究重點。
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