废水处理中的高级氧化技术及应用

SeminarII废水处理中的高级氧化技术及应用DICP主要内容废水处理的紧迫性目前废水处理的技术及其优缺点废水处理中的高级氧化技术——光催化氧化法展望DICP废水处理的紧迫性工业的发展造成了越来越严重的环境污染，水体中大量污染物严重威胁着人类自身的健康。1994年以来，美国在饮用水中发现了100多种合成有机物，如多氯联苯、多环芳烃等，具有“三致”作用。根据我国1998年对全国109700公里河流进行的评价，我国河流长度有70.6%被污染，其中有机污染是一个不可忽视的因素。DICP难降解有机废水如医药、化工、染料工业废水的特点：CODCr（化学耗氧量）高，一般为数万mg/L，而国家的排放最低标准仅为300mg/L（二级排放标准）；BOD5/COD小于0.1，可生化性低。废水处理的紧迫性DICP常用的废水处理方法物理处理法沉淀，气浮，过滤，离心化学处理法中和，混凝，氧化还原，离子交换生物处理法好氧，厌氧DICP废水处理中的高级氧化技术高级氧化技术（AdvancedOxidationTechnology，简称AOT)是指在水处理过程中可产生羟基自由基，使水体中的大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成为CO2和H20，接近完全矿化。DICPDICP废水处理中的高级氧化技术化学氧化——O3，H2O2，ClO2Fenton氧化电化学氧化湿式空气氧化超临界水氧化光催化氧化几种方法的联用DICP高级氧化技术-光催化氧化法光催化氧化法是一种新型的水污染治理技术，利用紫外光照射半导体催化剂（如：TiO2），在水中产生羟基自由基，氧化水中的污染物。DICPTiO2的光催化反应机理DICPTiO2hve-+h+h++H2O•OH+H+e-+O2•O2-H+HO2•2HO2•O2+H2O2H2O2+•O2-•OH+HO-+O2高级氧化技术-光催化氧化法TiO2半导体在溶液中的基本反应式DICP光催化氧化特点：设备结构简单，反应条件温和，操作条件容易控制氧化还原性强，COD去除率高，无二次污染可利用太阳光TiO2化学稳定性高、无毒、价廉高级氧化技术-光催化氧化法DICPK.Chiangetal./AppliedCatalysisA:General261(2004)225–237提高活性的途径-贵金属沉积DICPG.-g.Liuetal./Chemosphere55(2004)1287–1291提高活性的途径-过渡金属离子的掺杂DICPW.Chengyuetal./SeparationandPurificationTechnology32(2003)357/362提高活性的途径-复合半导体DICPW.Zhao,J.AM.CHEM.SOC.2004,126,4782-4783提高活性的途径-光敏化DICP提高降解效率的途径——超声光催化M.Mrowetzetal./UltrasonicsSonochemistry10(2003)247–254DICP提高降解效率的途径——Fenton光催化S.Malatoetal./CatalysisToday76(2002)209–220DICP光催化氧化的应用——无机污染物废水Cr2O72-+16H++12e-=Cr2O3+8H2OHg2++2e-=HgPb2++2H2O+2h+=PbO2+4H+Mn2++2H2O+2h+=MnO2+4H+2Co2++3H2O+2h+=Co2O3+6H+DICP光催化氧化的应用——有机污染物废水有机污染物催化剂光源产物烃类脂肪烃芳香烃TiO2紫外灯CO2,H2O卤代化合物卤代烷烃卤代烯烃卤代脂肪酸卤代芳香化合物CDD，DCDDTiO2Fe2O3TiO2ZnOCdSPt/TiO2紫外灯紫外灯HCl,H2OHCl,H2ODICP光催化氧化的应用——有机污染物废水羧酸乙酸，丙酸，丁酸，戊酸，乳酸TiO2CdSZnOFe2O3WO3Pt/TiO2紫外灯氙灯CO,H2,烷烃，醇，酮，酸表面活性剂DBSSDSBSTiO2日光灯CO2,HCl,SO32-农药废水atrazineDDT敌敌畏，敌百虫有机磷农药TiO2Pt/TiO2紫外灯DICP光催化氧化的应用——有机污染物废水染料酸性红G直接耐酸大红4BS活性艳红X-3B酸性艳蓝G卡普隆5GS阳离子艳红5GN直接耐晒翠蓝RGL甲基蓝，罗丹明B染料中间体H酸中性黑，一品红TiO2紫外灯日光灯CO2,H2O无机离子中间产物DICP展望用于饮用水的深度处理，去除水中微量的有机物用于工业废水的处理，去除其中的有机污染物DICP制备高效催化剂，提高对太阳光的利用率；寻找合适的载体和固定化方法，大型光催化氧化反应器的设计反应机理研究中尚缺乏中间产物及活性物种的鉴定，机理研究仍处于设想与推测阶段展望DICPThankyou!