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盡管濕式氧化技術(shù)對(duì)有毒污染物氧化速度快、效率高、反應(yīng)徹底、不產(chǎn)生二次污染,但因其操作條件比較苛刻、設(shè)備要求高、運(yùn)行費(fèi)用昂貴,使該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用受到一定的限制.因此,研制新型高效催化劑以降低反應(yīng)要求,是當(dāng)前濕式氧化技術(shù)研究的要點(diǎn).

2超聲波氧化法技術(shù)[10]

通常,頻率范圍在 15 kHz~1 MHz 的超聲波輻照降解水中的化學(xué)污染物是由超聲空化效應(yīng)引起的物理化學(xué)過程.超聲空化的熱點(diǎn)理論模型認(rèn)為[11]:一定頻率和壓強(qiáng)的超聲波輻照溶液時(shí),在聲波負(fù)壓相作用下溶液中產(chǎn)生了空化泡,在隨后的聲波正壓相作用下空化泡迅速崩潰,整個(gè)過程發(fā)生在 ns~μs 的時(shí)間內(nèi),氣泡快速崩潰.伴隨著氣泡內(nèi)蒸汽相的絕熱壓縮產(chǎn)生瞬時(shí)的高溫高壓,形成所謂的“熱點(diǎn)”.進(jìn)入空化泡中的水蒸氣在高溫高壓下發(fā)生了分裂及鏈?zhǔn)椒磻?yīng),產(chǎn)生·OH、HOO·、·H等自由基以及 H2O2和 H2等物質(zhì).聲化學(xué)反應(yīng)的途徑主要包括高溫高壓熱解反應(yīng)和自由基氧化反應(yīng).[12]

20 世紀(jì) 90 年代,超聲波的物理化學(xué)效應(yīng)逐漸被人們所重視,并發(fā)展成一種新型的水污染控制技術(shù).[13]Stock 等[14]指出,高頻率的超聲波可加快母體染料的降解,其降解效率比同等條件下的光催化要快 2 倍.祁夢(mèng)蘭等[15]研究了聲化學(xué)氧化預(yù)處理靛藍(lán)染料廢水,可使廢水的BOD/COD值由0.22~0.28提高到0.44~0.51.胡文容等[16]用超聲強(qiáng)化臭氧技術(shù)處理偶氮染料,超聲功率 80 W 時(shí),臭氧的用量比單獨(dú)使用減少 48%,而脫色率高達(dá) 90%.宋爽等[17]也研究了超聲強(qiáng)化臭氧技術(shù)處理分散藍(lán)染料,在最佳條件下處理 5 min,脫色率高達(dá)99%.華彬等[18]研究了超聲技術(shù)降解酸性紅 B 廢水,在一定條件下加入一定量NaCl,可使降解率達(dá)到 90%.

目前,超聲波技術(shù)研究的對(duì)象多為單組分模擬體系,而實(shí)際印染廢水中常含有多種污染物,因此,超聲波技術(shù)在實(shí)際印染廢水處理中的實(shí)用性還有待進(jìn)一步研究.

3光催化氧化技術(shù)

光催化氧化技術(shù)是利用半導(dǎo)體(例如 TiO2、SnO2、ZnS、WO3等)作為催化劑,當(dāng)紫外光照射到半導(dǎo)體表面時(shí),電子發(fā)生躍遷,從而形成了光生電子和空穴.光生電子具有很強(qiáng)的還原性,空穴具有很強(qiáng)的氧化性,空穴與氧化物表面吸附的水作用形成強(qiáng)氧化性的·OH,從而最終氧化分解有機(jī)物.光催化氧化技術(shù)利用輻照、光催化劑在反應(yīng)體系中產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基,再通過自由基與有機(jī)污染物之間的加合、取代、電子轉(zhuǎn)移等過程將污染物降解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物.

1972 年,Fujishima 等[19]發(fā)現(xiàn)受輻射的 TiO2表面能發(fā)生水的持續(xù)氧化還原反應(yīng).半導(dǎo)體(如 TiO2)光催化氧化作為一種降解有機(jī)物的深度氧化技術(shù)近幾年來(lái)發(fā)展迅速,因其高活性、安全、價(jià)廉、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)備受青睞.蔣偉川等[20]以 TiO2半導(dǎo)體為光催化劑對(duì)溶液中的分散染料降解進(jìn)行了研究,在通空氣的條件下,光照 50 min 可使 50 mg/L 的染料溶液完全脫色,COD去除率可達(dá) 70%以上.王文保等[21]在紫外光照射下,處理堿性綠染料溶液,不加 ZnS 時(shí),脫色率為 1%,而加入ZnS 光照 10 min 脫色率即達(dá) 94%,說明 ZnS 對(duì)其具有很好的光催化脫色效果.涂代惠等[22]采用自制的 TiO2膜和平板式固定床式光催化氧化反應(yīng)裝置進(jìn)行印染廢水的光催化氧化降解試驗(yàn),COD 的去除率為68.4%,色度去除率為 89.1%,陰離子表面活性劑的去除率為87.45%,出水達(dá)到國(guó)家規(guī)定的廢水排放標(biāo)準(zhǔn).Daneshvar等[23]以 P-25 型納米 TiO2為催化劑,對(duì)偶氮染料酸性紅14 廢水進(jìn)行了光催化處理研究,在一定條件下,15min后水樣的脫色率達(dá)到 88%.