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1、高級氧化技術(shù)AdvancedOxidationTechnologies主講人：于守富高級氧化技術(shù)1.濕式空氣氧化法1.1濕式空氣氧化法的原理1.2濕式空氣氧化法系統(tǒng)1.3濕式空氣氧化法的主要影響因素2.超臨界水氧化法2.1超臨界及其特性2.2超臨界水氧化法處理的工藝3.光化學(xué)氧化3.1UV/H2O2氧化3.2UV/O3氧化3.3UV/O3/H2O2氧化4.高級氧化技術(shù)的應(yīng)用4.1催化濕式氧化技術(shù)4.2超臨界水氧化技術(shù)的應(yīng)用4.3光化學(xué)催化氧化技術(shù)的應(yīng)用高級氧化技術(shù)高級氧化技術(shù)又稱深度氧化技術(shù)，它是利用活性極強(qiáng)的羥基自由基（HO·）有效降解水中有機(jī)污染物
2、的廢水處理技術(shù)。高級氧化法還在環(huán)境類激素等微量有害化學(xué)物質(zhì)的處理方面具有很大的優(yōu)勢，能夠使絕大部分有機(jī)物完全礦化或分解，具有很好的應(yīng)用前景一般來說，氧化劑的氧化能力與其標(biāo)準(zhǔn)電極電位相一致。除F2外，羥基自由基（HO·）比其它常見氧化劑具有更高的標(biāo)準(zhǔn)電極電位，因此，HO·是一種很強(qiáng)的氧化劑。常見氧化劑的標(biāo)準(zhǔn)電極電位氧化劑F2HO·O3H2O2MnO2HClO4標(biāo)準(zhǔn)電極電位/V2.872.802.071.771.581.63氧化劑KMnO4HClO2Cl2K2Cr2O7O2標(biāo)準(zhǔn)電極電位/V1.521.501.361.331.231.1濕式空氣氧化法濕式空氣
3、氧化處理法簡稱為濕式氧化法(WetAirOxidation，簡稱為WAO)是在高溫、高壓下，利用氧化劑將廢水中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，從而去除污染物的方法。濕式空氣氧化法的原理濕式氧化法是指在高溫(150～350℃)、高壓(5～20MPa)條件下，在液相中，用氧氣或空氣作為氧化劑，使廢水中的高分子有機(jī)物氧化降解為無機(jī)物或小分子有機(jī)物的方法。在高溫高壓下，水以及作為氧化劑的氧的物理性質(zhì)都發(fā)生了變化。水和氧在不同溫度下的物理性質(zhì)物質(zhì)溫度/℃性質(zhì)25100150200250300320350水蒸氣壓/MPa0.0030.1030.4851.5864.05
4、68.76211.51114.005粘度/(Pa·s×10－3)0.9220.2810.1810.1370.1160.1060.1040.103密度/(g/mL)0.9440.9910.9550.9340.9080.8700.8480.828氧=5×1013.25kPa(25℃)擴(kuò)散系數(shù)Ka(cm2/s×10－2)2.249.1816.223.931.137.339.340.7亨利常數(shù)H/(atm/mol×104)4.387.045.823.942.381.361.080.90溶解度/(mg/L)190145195320565104013251585在
5、室溫到100℃范圍內(nèi)，氧的溶解度隨溫度的升高而降低在高溫狀態(tài)下，如當(dāng)溫度大于150℃時，氧的溶解度隨溫度升高反而增大，而且，氧氣的溶解度大于室溫狀態(tài)下的溶解度濕式氧化法的氧化反應(yīng)濕式氧化發(fā)生的氧化反應(yīng)屬于自由基反應(yīng)，經(jīng)歷誘導(dǎo)期、增殖期、退化期以及結(jié)束期四個階段。在誘導(dǎo)期和增殖期，分子態(tài)氧參與了各種自由基的形成。生成的HO·、RO·和ROO·等自由基攻擊有機(jī)物RH，引發(fā)一系列的鏈反應(yīng)，生成其它低分子酸和二氧化碳。整個反應(yīng)過程如下：誘導(dǎo)期：RH+O2→R·+HOO·2RH+O2→2R·+H2O2濕式氧化法的氧化反應(yīng)增殖期：R·+O2→ROO·ROO·+RH
6、→ROOH+R·退化期：ROOH→RO·+HO·ROOH→R·+RO·+H2O結(jié)束期：R·+R·→R－RROO·+R·→ROORROO·+ROO·→ROH+R1COR2+O2以上各階段鏈?zhǔn)椒磻?yīng)所產(chǎn)生的自由基在反應(yīng)過程中所起的作用，取決于廢水中有機(jī)物的組成、所用的氧化劑以及其它反應(yīng)條件。1.2濕式空氣氧化系統(tǒng)廢水通過貯存罐由高壓泵打入熱交換器，與反應(yīng)后的高溫氧化液體換熱，使溫度上升到接近于反應(yīng)溫度，然后進(jìn)入反應(yīng)器。反應(yīng)所需的氧由壓縮機(jī)提供。在反應(yīng)器內(nèi)，廢水中的有機(jī)物與氧發(fā)生放熱反應(yīng)，在較高溫度下將廢水中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，或低級有機(jī)酸等中間產(chǎn)物。
7、反應(yīng)后氣液混合物經(jīng)氣液分離器分離，液相經(jīng)熱交換器預(yù)熱進(jìn)水，回收熱能。濕式空氣氧化系統(tǒng)及應(yīng)用高溫高壓的尾氣首先通過再沸器（如廢熱鍋爐）產(chǎn)生蒸汽或經(jīng)熱交換器預(yù)熱鍋爐進(jìn)水，其冷凝水由第二分離器分離后通過循環(huán)泵再送回反應(yīng)器，分離后的高壓尾氣送入透平機(jī)產(chǎn)生機(jī)械能或電能由此可見，這一典型的工業(yè)化濕式氧化系統(tǒng)不但處理了廢水，而且對能量逐級利用，減少了有效能量的損失，維持并補(bǔ)充濕式氧化系統(tǒng)本身所需的能量WAO系統(tǒng)工藝流程貯存罐透平機(jī)循環(huán)泵再沸器反應(yīng)器氣液分離器高壓泵熱交換器空壓機(jī)不同處理方法時處理費用和COD濃度的關(guān)系化學(xué)氧化生物氧化濕式氧化燃燒從工藝的經(jīng)濟(jì)性分析，濕
8、式氧化系統(tǒng)一般適用于處理高濃度廢水1000075002500500025005000進(jìn)水COD
