Täiustatud oksüdatsioonitehnoloogia, tuntud ka kui sügav oksüdatsioonitehnoloogia, põhineb elektri kasutamisel, valguskiirgusel, katalüsaatoritel ja mõnikord kombineerituna oksüdeerijatega, et tekitada reaktsioonis ja seejärel lisamise teel väga aktiivseid vabu radikaale (nt HO•). , asendamine, elektronide ülekanne, sideme katkemine jne vabade radikaalide ja orgaaniliste ühendite vahel, vees olev makromolekulaarne tulekindel orgaaniline aine oksüdeerub ja laguneb vähetoksilisteks või mittetoksilisteks väikesteks molekulideks või isegi otse CO2-ks ja H2O-ks, täieliku mineraliseerumise lähedal. Praegused täiustatud oksüdatsioonitehnoloogiad hõlmavad peamiselt keemilist oksüdatsiooni, elektrokeemilist oksüdatsiooni, märgoksüdatsiooni, vee ülekriitilist oksüdatsiooni ja fotokatalüütilist oksüdatsiooni.
1. Keemilise oksüdatsiooni tehnoloogia
Bioloogilise töötluse eeltöötluses kasutatakse sageli keemilise oksüdatsiooni tehnoloogiat. Üldjuhul kasutatakse keemilisi oksüdante orgaanilise reovee töötlemiseks katalüsaatorite toimel, et parandada selle biolagunevust, või reovees sisalduva orgaanilise aine otseseks oksüdeerimiseks ja lagundamiseks selle stabiliseerimiseks.
1.1 Fentoni reaktiivi oksüdatsioonimeetod
See tehnoloogia sai alguse s{0}}ndate keskel ja selle pakkus välja prantsuse teadlane HJ Fenton. Happelistes tingimustes võib H2O2 Fe2+ ioonide katalüütilise toimel tõhusalt viinhapet oksüdeerida ja seda kasutatakse õunhappe oksüdeerimiseks. Pikka aega on Fentoni peamine põhimõte, mida inimesed eeldavad, kasutada vesinikperoksiidi katalüsaatoritena raudioone. Reaktsiooni käigus tekivad hüdroksüülradikaalid valemis: Fe2++ H2O2 --Fe3++OH-+•OH ja reaktsioon toimub enamasti happelistes tingimustes.
Keemilise oksüdatsioonimeetodi puhul näitab Fentoni meetod teatud eeliseid mõne raskesti laguneva orgaanilise aine (näiteks fenoolid ja aniliinid) töötlemisel. Fentoni meetodi põhjaliku uurimisega on viimastel aastatel Fentoni meetodisse juurutatud ultraviolettvalgus (UV) ja oksalaat, mis suurendab oluliselt Fentoni meetodi oksüdatsioonivõimet.
Klorofenooli segu töödeldi UV + Fentoni meetodil ja TOC eemaldamise määr saavutas 1 tunni jooksul 83,2%. Fentoni meetodil on tugev oksüdatsioonivõime, kerged reaktsioonitingimused, lihtsad seadmed ja lai valik rakendusi, kuid sellel on puudused, nagu kõrged töötlemiskulud, keerulised protsessitingimused ja keeruline protsessi juhtimine, mis muudab selle edendamise ja rakendamise keeruliseks.
1.2 Osooni oksüdatsiooni meetod
Osooni oksüdatsioonisüsteemil on kõrge redokspotentsiaal ja see võib oksüdeerida enamikku reovees leiduvaid orgaanilisi saasteaineid. Seda kasutatakse laialdaselt tööstusliku reovee puhastamisel. Osoon võib oksüdeerida paljusid orgaanilisi aineid vees, kuid osooni ja orgaanilise aine vaheline reaktsioon on selektiivne ning see ei suuda orgaanilist ainet täielikult CO2-ks ja H2O-ks lagundada. Osooniga oksüdatsioonijärgsed tooted on sageli karboksüülhappe orgaaniline aine. Ja osooni keemilised omadused on äärmiselt ebastabiilsed, eriti mittepuhtas vees, ja oksüdatsiooni lagunemise kiirust mõõdetakse minutites. Reoveepuhastuses osooniga oksüdeerimist tavaliselt eraldi puhastusseadmena ei kasutata ning tavaliselt lisatakse mõned tugevdamismeetodid, näiteks fotokatalüütiline osoonimine, aluskatalüütiline osoonimine ja mitmefaasiline katalüütiline osoonimine. Lisaks on osooni oksüdatsiooni kombineerimine teiste tehnoloogiatega ka uurimistöö fookuses, nagu osooni/ultraheli meetod, osooni/bioaktiivsöe adsorptsiooni meetod jne.
Kirjanduses on teatatud, et osooni oksüdatsiooni ja aktiivsöe adsorptsiooni kombinatsioon võib vähendada aromaatsete süsivesinike massikontsentratsiooni reovees kuni 0,002 ug/L. Osooni oksüdatsiooni kasutamine pindaktiivsete ainete eemaldamiseks tööstuslikust ringlevast veest võib tõhusalt tõsta linnareoveepuhastite puhastusastet ja parandada äravooluvee kvaliteeti. Yu Xiujuan ja teised on samuti saavutanud häid tulemusi orgaaniliste mikrosaasteainete eemaldamisel veest, kasutades osooni-bioaktiivsöe protsessi. Osooni vähese lahustuvuse tõttu vees on selle tehnoloogia uurimisel muutunud kuumaks teemaks, kuidas osooni vees tõhusamalt lahustada.
2. Elektrokeemilise katalüütilise oksüdatsiooni meetod
See tehnoloogia pärineb 1940. aastatel ja selle eelisteks on lai valik rakendusi, kõrge lagunemistõhusus, lihtne energiavajadus, lihtne automatiseerimine ning paindlikud ja mitmekesised rakendusmeetodid. Elektrokeemilist katalüütilist oksüdatsiooni saab kasutada raskesti laguneva reovee eeltöötlusmeetmena, et parandada biolagunevust, ning seda saab kasutada ka raskesti laguneva fenoolreovee süvapuhastustehnoloogiana. Elektrolüüsi reaktsiooniprotsess toimub otse elektrokatalüütilise oksüdatsiooni elektrolüütilises rakus. Optimeeritud pH väärtuse, temperatuuri ja voolutugevuse tingimustes võib fenool peaaegu täielikult laguneda.
Kõrge kontsentratsiooniga, raskesti laguneva, toksilise ja kahjuliku fenooli sisaldava reovee puhul on traditsioonilised bioloogilised ja füüsikalised meetodid kaotanud oma eelised ning keemilise oksüdatsiooni meetodid takistab nende kõrge hind. Inimesed eelistavad üha enam elektrokeemilisi katalüütilisi oksüdatsioonimeetodeid, kuid neil on ka probleeme, nagu energiatarbimine, elektroodide materjalid on enamasti väärismetallid, kõrge hind ja anoodide korrosioon ning nende edendamist ja rakendamist suunavad mikrodünaamika ja termodünaamika uuringud on endiselt alles. ebatäiuslik.
3. Märgoksüdatsiooni tehnoloogia
Märgoksüdatsioon, tuntud ka kui märgpõletus, on tõhus meetod kõrge kontsentratsiooniga orgaanilise reovee puhastamiseks. Selle põhiprintsiip on õhu sisseviimine kõrge temperatuuri ja kõrge rõhu tingimustes, et oksüdeerida reovees sisalduvaid orgaanilisi saasteaineid. Vastavalt sellele, kas töötlemisprotsessis on katalüsaatorit, võib selle jagada märja õhu oksüdatsiooniks ja märja õhu katalüütiliseks oksüdatsiooniks.
3.1 Märgõhu oksüdeerimine
Esimene ettevõte, mis arendas ja industrialiseeris niiske õhu oksüdatsiooni (WAO), oli Zimpro Ameerika Ühendriikides. Ettevõte on rakendanud WAO protsessi mürgiste ja kahjulike tööstuslike reovete, nagu olefiini tootmisjäätmete pesuvedelik, akrüülnitriili tootmise reovesi ja pestitsiidide tootmise reovesi, puhastamiseks. WAO tehnoloogia eesmärk on õhu sisseviimine kõrgel temperatuuril ({0}} kraadi) ja kõrge rõhu (0.{2}}MPa) tingimustes, et oksüdeerida ja lagundada reovees leiduv suure molekulmassiga orgaaniline aine otse anorgaaniliseks või väikemolekulaarne orgaaniline aine.
Orgaanilise fosfori ja orgaanilise väävli eemaldamise määr on vastavalt 95% ja 90% dimetoaadi tootmise reovee eelpuhastamisel märgõhu oksüdatsioonitehnoloogiaga. Zimpro WAO protsessil on kõrge töötlemise efektiivsus ja lühike reaktsiooniaeg, kuid kuna tehnoloogia nõuab kõrget temperatuuri ja kõrget rõhku, on vajalik investeering seadmetesse suur ja töötingimused on karmid, on tavaettevõtetel raske seda aktsepteerida. Seetõttu on viimastel aastatel laialdast tähelepanu ja uurimistööd pälvinud märja õhu katalüütilise oksüdatsiooni meetod, mis kasutab katalüsaatorit reaktsiooni temperatuuri ja rõhu vähendamiseks või reaktsiooni viibimisaja lühendamiseks.
3.2 Märgõhu katalüütiline oksüdatsioon
Katalüütiline märgõhuoksüdatsioon (CWAO) on meetod sobiva katalüsaatori lisamiseks traditsioonilisele märgoksüdatsiooniprotsessile, et võimaldada oksüdatsioonireaktsiooni lõpuleviimist leebemates tingimustes ja lühema ajaga. See võib vähendada reaktsiooni temperatuuri ja rõhku, parandada oksüdatsiooni lagunemisvõimet, kiirendada reaktsiooni kiirust, lühendada viibimisaega ning seega vähendada seadmete korrosiooni ja töökulusid. Märja õhu katalüütilise oksüdatsiooni võtmeküsimus on kõrge aktiivsusega ja kergesti taaskasutatav katalüsaator. CWAO katalüsaatorid jagunevad üldiselt kolme kategooriasse: metallisoolad, oksiidid ja komposiitoksiidid. Vastavalt süsteemis oleva katalüsaatori vormile võib märja õhu katalüütilise oksüdatsiooni jagada homogeenseks märgkatalüütiliseks oksüdatsiooniks ja heterogeenseks märjaks katalüütiliseks oksüdatsiooniks.
(1) Homogeenne märg katalüütiline oksüdatsioon. Homogeense märgkatalüütilise oksüdatsiooni meetodi puhul, kuna katalüsaator (enamasti metalliioonid) on lahustuv siirdemetallisool, esinevad need soolad reovees ioonide kujul. Ioonilisel või molekulaarsel tasemel katalüüsivad nad vees orgaanilise aine oksüdatsioonireaktsiooni, käivitades oksüdeerija vabade radikaalide reaktsiooni ja seda pidevalt regenereerides. Homogeense märgkatalüütilise oksüdatsioonimeetodi korral, kuna katalüsaator töötab sõltumatult molekulaarsel või ioonsel tasemel, on molekulaarne aktiivsus kõrge, mille tulemuseks on parem oksüdatsiooniefekt. Kuna aga homogeense märgkatalüütilise oksüdatsioonimeetodi katalüsaator eksisteerib ioonide kujul, on seda raske reoveest taaskasutada ja taaskasutada ning sekundaarset reostust on lihtne tekitada.
(2) Heterogeense märgkatalüütilise oksüdatsiooni meetod. Heterogeenne märg katalüütiline oksüdatsioon on lahustumatu tahke katalüsaatori lisamine reaktsioonisüsteemi. Selle katalüütiline toime toimub katalüsaatori pinnal. Katalüsaatori eripinnal on suur mõju orgaanilise aine lagunemiskiirusele. Tulenevalt tahkete katalüsaatorite erineva koostisega tüüpidest ja reovee omadustest on ka märja katalüütilise oksüdatsiooni mõju erinev. Heterogeense märgkatalüütilise oksüdatsioonimeetodi korral on tahke katalüsaator, mis ei lahustu ega voola, hõlpsamini aktiveerida, regenereerida ja taaskasutada, mistõttu on selle kasutusvõimalused väga laiad.
4. Ülekriitilise vee oksüdatsiooni tehnoloogia
Ülekriitilise vee oksüdatsioonitehnoloogia on märja õhu oksüdatsioonitehnoloogia täiustamine ja täiustamine. Selle töötas edukalt välja Ameerika ettevõte MODAR 1982. aastal. Selle põhimõte on kasutada ülekriitilist vett orgaanilise aine oksüdeerimiseks ja lagundamiseks. Samuti kasutab see peamise vedelfaasina vett ja oksüdeerijana õhus olevat hapnikku ning reageerib kõrgel temperatuuril ja kõrgel rõhul.
Selle parandamine ja täiustamine seisneb aga vee omaduste kasutamises ülekriitilises olekus. Vee dielektriline konstant väheneb orgaanilise aine ja gaasi omale lähedase väärtuseni, nii et gaas ja orgaaniline aine võivad vees täielikult lahustuda, faasiliides kaob ja moodustub homogeenne oksüdatsioonisüsteem, mis kõrvaldab faasidevahelise massi Märgoksüdatsiooniprotsessis esinev ülekandetakistus suurendab reaktsioonikiirust ja kuna oksüdeerunud vabade radikaalide sõltumatu aktiivsus homogeenses süsteemis on suurem, suureneb ka oksüdatsiooniaste. Ülekriitiline vesi on hea orgaanilise aine ja hapniku lahusti. Orgaaniline aine oksüdeerub homogeenselt hapnikurikkas superkriitilises vees ja reaktsioonikiirus on väga kiire. 400-600 kraadi juures võib orgaanilise aine struktuur hävida mõne sekundiga ning reaktsioon on täielik ja põhjalik, nii et orgaaniline süsinik ja vesinik muudetakse täielikult CO2-ks ja H2O-ks.
Ülekriitilise vee oksüdatsiooni tehnoloogia on pälvinud üha enam tähelepanu tänu oma kiirele reaktsioonile ja põhjalikule oksüdatsioonile. Kuidas katalüsaatorite abil vähendada reaktsiooni temperatuuri ja rõhku või lühendada reaktsiooni viibimisaega, on selle valdkonna uurimistöö punkt. Praegu on enamik üldkasutatavatest katalüsaatoritest katalüsaatorid, mida kasutatakse katalüütilise märgoksüdatsiooni protsessides. Laia spektriga katalüütiliste omadustega katalüsaatorite leidmine ülekriitilise vee oksüdatsioonitehnoloogia jaoks on selle tehnoloogia edendamisel keeruline.
5. Fotokatalüütilise oksüdatsiooni tehnoloogia
Fotokatalüütilise oksüdatsiooni tehnoloogia on välja töötatud fotokeemilise oksüdatsiooni tehnoloogia baasil. Fotokeemiline oksüdatsioonitehnoloogia on reaktsiooniprotsess, mille käigus orgaanilised saasteained oksüdeeritakse ja lagunevad nähtava valguse või ultraviolettvalguse toimel. Osa peaaegu ultraviolettkiirgust (290-400nm) looduslikus keskkonnas neelavad kergesti orgaanilised saasteained. Toimeainete olemasolul tekivad tugevad fotokeemilised reaktsioonid, mille käigus orgaaniline aine laguneb. Reaktsioonitingimuste piirangute tõttu ei ole fotokeemiline oksüdatsioon lagunemine aga sageli piisavalt põhjalik ja erinevaid aromaatseid orgaanilisi vaheühendeid on lihtne toota, mis on muutunud probleemiks, millest fotokeemiline oksüdatsioon peab üle saama.
Kuna Carey et al. TiO2 kasutati esmakordselt bifenüüli ja klorobifenüüli fotokatalüütiliseks lagundamiseks 1976. aastal, fotokatalüütilise oksüdatsiooni tehnoloogia uurimispunkt on nihkunud orgaaniliste saasteainete fotokatalüütilise oksüdatsiooni lagunemise suunas, kasutades katalüsaatorina TiO2.
Tänu fotokatalüütilise oksüdatsiooniseadmete lihtsale struktuurile, leebetele reaktsioonitingimustele, töötingimuste hõlpsale kontrollimisele, tugevale oksüdatsioonivõimele, sekundaarse reostuse puudumisele ning TiO2 kõrgele keemilisele stabiilsusele, mittetoksilisusele ja madalale hinnale on TiO2 fotokatalüütiline oksüdatsioonitehnoloogia uus. laialdaste rakendusvõimalustega veetöötlustehnoloogia.
6. Ultraheli oksüdatsiooni meetod
Sonokeemia areng on äratanud üha enam tähelepanu selle rakendamisele vee- ja reoveepuhastuses. Ultraheli oksüdatsiooni jõuallikaks on akustiline kavitatsioon. Kui piisava intensiivsusega ultrahelilained (15 kHz-20 MHz) läbivad vesilahust, ületab helirõhu amplituud staatilist rõhku vedelikus helilaine alarõhu pooltsüklis ja kavitatsioonituuma vedelikus. laieneb kiiresti; helilaine positiivse rõhu pooltsüklis mull puruneb adiabaatilise kokkusurumise tõttu ja kestus on umbes 0,1 μs. Rebenemise hetkel tekib lokaalne kõrgtemperatuuriline ja kõrgsurvekeskkond umbes 5000 K ja 100 MPa ning tugev löögiga mikrojuga kiirusega 110 m/s.
Ultraheli oksüdatsiooniks kasutatav seade on magnetoelektriline või piesoelektriline ultrahelimuundur, mis tekitab elektromagnetilise ülekande kaudu ultrahelilaineid. Laboris kasutatakse kõige sagedamini kiirgusplaadi tüüpi ultraheliseadmeid, sonditüüpi ja NAP-reaktoreid. Ultraheli oksüdatsioonireaktsiooni tingimused on leebed, tavaliselt viiakse läbi toatemperatuuril, madalate seadmenõuetega ning see on saastevaba roheline töötlemistehnoloogia, millel on laialdased kasutusvõimalused.
Baoji JM-TITANIUM-Professionaalne anoodi disain ja tootja
Aastate jooksul oleme spetsialiseerunud anoodide uurimisele ja arendustegevusele, tootmisele ja tootmisele ning meie tooteid eksporditakse paljudesse riikidesse üle maailma. Erinevate kasutajate tegelike keskkonnaparameetrite järgi saab projekteerida ja toota erinevaid anoodiseeriaid. Olete oodatud külla ja läbi rääkima.
Nicole
Ettevõte: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Riik: Hiina
Lisa: Baoti tee, Jintai, Baoji linn, Shaanxi, Hiina
Cell:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Veebisait: www.jm-titanium.com
