当前课程知识点：水污染控制工程 > 第十二章 化学处理技术 > 12-5 高级氧化处理技术 > Video
大家好
我是水污染控制工程主讲教师
张老师
下面我们来共同学习
污水处理的高级氧化处理技术
高级氧化技术是一种
利用强氧化性的自由基来降解
有机污染物的技术
通过催化剂
辐射
氧化剂的结合
在反应中产生活性极强的羟基自由基
羟基自由基与污染物之间的加合
取代
电子转移
等使污染物全部或接近全部矿质化
生成二氧化碳和水
目前的高级氧化技术
主要包括化学氧化法
电化学氧化法
湿式氧化法
超临界水氧化法和光催化氧化法等
·OH反应是高级氧化反应的根本特征和标志
通过不同途径产生·OH
会诱发一系列的自由基链反应
攻击水体中的各种有机污染物
直至降解为二氧化碳
水和其它矿物质
由于高级氧化处理技术
能对污水中难生物降解以及
不能生物降解的有毒有害污染物
发挥显著功效
已成为当前水处理技术的研究热点
下面
我们来看看高级氧化处理技术有哪些特点
首先是高的氧化性
通过这张表格
我们可以看到
·OH的氧化电位是2.8伏
比臭氧还高
这种强的氧化性
可以分解许多难降解有机污染物
2）反应速度快
高级氧化技术反应速率主要由
·OH的产生速率决定
·OH反应速率常数
为108-1010L/(mol·s)
且·OH对不同污染物
氧化速率相差不大
可实现多种污染物的同步去除
3）提高废水可生物降解性
减少三卤甲烷（THMs）
和溴酸盐生成
高级氧化技术
可显著降低TOC和DOC
效果
比单用O3可更好的提高可生物降解性
犹豫可避免和减少使用Cl2氧化
可能产生的三卤甲烷
THMs具有明显的致突变作用
臭氧氧化能够
减少三卤甲烷生成势（THMFP）
但不能完全消除
且有生成溴酸盐的危险
而·OH自由基能彻底氧化THMs前驱物
也可消除水中的THMs
下面
我们来学习几种典型高级氧化技术
首先是Fenton试剂法
是亚铁离子（Fe2+）
和过氧化氢（H2O2）的组合
芬顿反应过程中
一方面利用过氧化氢
与亚铁离子反应产生了
强氧化能力的羟基自由基（·OH）
可氧化水中难分解的有机物
另一方面
亚铁离子氧化成铁离子（Fe3+）
铁离子有混凝作用也可去除部分有机物
因此
Fenton氧化法在众多
相关的废水处理技术中
已被认为是最有效
最简单且经济的方法之一
通过这个图片
我们可以将芬顿反应分为三个过程
首先是过氧化氢与亚铁的接触反应
产生羟基自由基
最而反应条件一般是pH=3最佳的
其次是过氧化氢
亚铁离子
有机物与羟基自由基的竞争
大部分有机物对羟基自由基竞争强于亚铁离子
而亚铁离子又強于过氧化氢
但三者会受其本身浓度高低改变其竞争強度
因此需控制添加的浓度比例
最后是H2O2-Fe2+
和H2O2-Fe3+两系统转换
我们可以通过调控过氧化氢
与亚铁离子添加比例
使有机物能在两系统转换中被分解
芬顿反应的影响因素主要有
（1）亚铁离子与其反应物
之浓度比值为1:10-50(wt/wt)
（2）过氧化氢浓度
（3）反应温度
（4）溶液的pH值：2～4之间
前面讲到pH=3是比较合适的
一般来说反应温度 20-40℃之间
好我们来看看第二种代表性工艺是
UV/H2O2/O3体系
三者之间组合形成的工艺均
可以产生氧化性极强的羟基自由基
快速彻底的氧化有机污染物
不造成二次污染
由于每一分子H2O2可产生两分子的·OH
H2O2－臭氧是最有可能
在现有水厂通过工艺改造
实现的高级氧化工艺
第三种是光催化氧化
我们将半导体光催化材料在光的照射下
将光能转化为化学能
并促进有机物的分解
这一过程称为光催化
由于TiO2具有合适的半导体禁带宽度
良好的抗光腐蚀性和化学稳定性
同时 它的光催化活性高
较大的比表面积
以及原料来源丰富
成本低等特点
所以常用光催化剂都为TiO2
或者二氧化钛改性复合而成
TiO2光催化氧化反应过程中
当能量高于半导体
禁带宽度的光子照射半导体时
半导体的价带电子发生带间跃迁
从价带跃迁到导带
从而产生带正电荷的
强氧化性光致空穴和带负电荷的强
还原性光生电子
从而引发一系列光催化反应过程
目前光催化氧化技术所采用的
光源主要分为两类
分别是人工光源
和天然光源
人工光源以紫外灯为主
天然光源以太阳光为主
目前
由于紫外灯存在反应器结构复杂
和使用寿命的问题
太阳光的可利用效率较低等
这两类光源的使用
都限制了光催化技术的广泛使用
这三种常见的高级氧化处理技术
对其他类型高级氧化处理技术
感兴趣的同学可以查阅相关资料
进一步学习
好
高级氧化处理技术我们就介绍到这里
下次再见
-课程内容提要
--污水处理基本流程
--本章内容提要
-1-1 水污染的形成
--1.1课件
-1-1 水污染的形成--作业
-1-2 污水处理程度
--1.2课 件
-1-2 污水处理程度--作业
-教材阅读与拓展
--湖水缘何变绿
--毒物污染之毒
--水污染公害事件
-本章内容提要
--本章内容提要
-2-1 城镇排水系统体制和组成
--2.1课件
-2-1 城镇排水系统体制和组成--作业
-2-2 排水管渠附属构筑物
--2.2课件
-2-2 排水管渠附属构筑物--作业
-教材阅读与拓展
--检查井的最大间距
--混凝土管道的连接
-本章内容提要
--本章内容提要
-3-1 污水管渠水力计算
--3.1课件
-3-1 污水管渠水力计算--作业
-3-2 污水管道设计流量估算
--3.2课件
-3-2 污水管道设计流量估算--作业
-教材阅读与拓展
-本章内容提要
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-4-1 雨水径流污染控制
--授课视频
--4.1课件
-4-1 雨水径流污染控制--作业
-4-2 雨水径流资源化
--Video
-4-2 雨水径流资源化--作业
-教材阅读与拓展
--html
--html
-本章内容提要
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-5-1 污水管道系统规划
--Video
--5.1课件
-5-1 污水管道系统规划--作业
-5-2 污水管道设计
--Video
--5.2课件
-5-2 污水管道设计--作业
-教材阅读与拓展
--图片全屏
--图片全屏
--图片全屏
-本章内容提要
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-6-1 常用污水泵
--Video
--6.1课件
-6-1 常用污水泵--作业
-6-2 污水泵选型
--Video
--6.2课件
-6-2 污水泵选型--作业
-6-3 污水泵站设计方法
--Video
--6.3课件
-6-3 污水泵站设计方法--作业
-教材阅读与拓展
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-本章内容提要
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-7-1 格栅
--Video
--html
--7.1课件
-7-1 格栅--作业
-7-2 沉砂池
--Video
--html
--7.2课件
-7-2 沉砂池--作业
-7-3 沉淀池
--Video
--html
--7.3课件
-7-3 沉淀池--作业
-7-4 砂滤处理技术
--Video
--7.4课件
-7-4 砂滤处理技术--作业
-7-5 气浮处理技术
--Video
--html
--7.5课件
-7-5 气浮处理技术--作业
-课程阅读与拓展
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-本章内容提要
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-8-1 污水生物处理原理
--Video
--8.1课件
-8-1 污水生物处理原理--作业
-8-2 活性污泥法基本流程
--Video
--8.2课件
-8-2 活性污泥法基本流程--作业
-8-3 曝气反应池基本形式
--Video
--8.3课件
-8-3 曝气反应池基本形式--作业
-8-4 常见曝气反应池变型方式
--Video
--8.4课件
-8-4 常见曝气反应池变型方式--作业
-8-5 有机物去除过程工艺计算
--Video
--8.5课件
-8-5 有机物去除过程工艺计算--作业
-8-6 生物脱氮技术
--Video
--8.6课件
-8-6 生物脱氮技术--作业
-8-7 生物除磷技术
--Video
--8.7课件
-8-7 生物除磷技术--作业
-8-8 生物脱氮除磷技术
--Video
--8.8课件
-8-8 生物脱氮除磷技术--作业
-8-9 曝气设备
--Video
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--8.9课件
-8-9 曝气设备--作业
-本章内容提要
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-9-1 生物膜处理原理
--Video
--9.1课件
-9-1 生物膜处理原理--作业
-9-2 普通生物滤池
--Video
--9.2课件
-9-2 普通生物滤池--作业
-9-3 生物接触氧化池
--Video
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--9.3课件
-9-3 生物接触氧化池--作业
-9-4 曝气生物滤池
--Video
--9.4课件
-9-4 曝气生物滤池--作业
-本章内容提要
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-10-1 污水生态处理原理
--Video
--10.1课件
-10-1 污水生态处理原理--作业
-10-2 稳定塘技术
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--10.2课件
-10-2 稳定塘技术--作业
-10-3 人工湿地技术
--Video
--10.3课件
-10-3 人工湿地技术--作业
-本章内容提要
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-11-1 厌氧生物处理原理
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--11.1课件
-11-1 厌氧生物处理原理--作业
-11-2 厌氧生物处理工艺
--Video
--11.2课件
-11-2 厌氧生物处理工艺--作业
-11-3 高效厌氧反应器
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--11.3课件
-11-3 高效厌氧反应器--作业
-本章内容提要
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-12-1 酸碱调节处理技术
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--12.1课件
-12-1 酸碱调节处理技术--作业
-12-2 化学沉淀处理技术
--Video
--12.2课件
-12-2 化学沉淀处理技术--作业
-12-3 氧化还原处理技术
--Video
--12.3课件
-12-3 氧化还原处理技术--作业
-12-4 化学混凝处理技术
--Video
--12.4课件
-12-4 化学混凝处理技术--作业
-12-5 高级氧化处理技术
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--12.5课件
-12-5 高级氧化处理技术--作业
-本章内容提要
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-13-1 吸附处理技术
--Video
--13.1课件
-13-1 吸附处理技术--作业
-13-2 离子交换处理技术
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--13.2课件
-13-2 离子交换处理技术--作业
-13-3 膜处理技术
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--13.3课件
-13-3 膜处理技术--作业
-本章内容提要
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-14-1 污泥处理工艺
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--14.1课件
-14-1 污泥处理工艺--作业
-14-2 污泥浓缩技术
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--14.2课件
-14-2 污泥浓缩技术--作业
-14-3 污泥消化技术
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--14.3课件
-14-3 污泥消化技术--作业
-14-4 污泥脱水技术
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--14.4课件
-14-4 污泥脱水技术--作业
-城市污水处理
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