污水处理过硫酸盐活化高级氧化技术

  1、引言

  随着我国国民经济的发展以及科学技术水平的提升,国内污水处理工作,特别是过硫酸盐活化高级氧化技术在其中的应用,得到了社会各界的高度重视。在现代化的城市建设与工业发展过程中,污水处理工作若不能得到有效地管理和控制,最终会对我国的城市化和社会主义和谐社会的建设与发展,产生不良的影响。如何在现代化建设中,合理应用过硫酸盐活化高级氧化技术进行污水处理显得尤为重要。

  2、过硫酸盐活化的基本特征与反应机理

  2.1 基本特征

  过硫酸盐活化具有的基本特征,具有以下特点:

  Fe2+的浓度变化,会对SO4-的是否存在,产生十分明显的影响。当前者的总量较小时,后者的反应速度会明显降低,进而会对水体大众的污染物去除效果,产生影响。此外,当前者的总量增加时,去除率会呈现出先增加后减少的特征。此时二者发生竞争性的反应,会催化SO4-的产生,同时也会使其被大量地消耗,最终造成新的污染。

  2.2 反应机理

  在实际的反应过程中,还会受到干扰离子较为明显的影响。在地下水或者污水当中,有大量的OH-,Cl-,以及CO32-等多种不同类型的干扰离子。上述类型的离子,最终会消耗大量的SO4-,最终降低与污染物之间的作用,能够对水体中的污染物,产生较为明显的清除出效果。在过硫酸盐活化的过程中,大部分的情况,都需要较高的能耗。只有在能耗高的情况下,才能使SO4-快速地产生。此种情况下,会相应地提高污水处理的成本。因此,在实际的工作中,要探寻出能够提高处理效果,同时又可以节约处理成本的方法,推动污水处理事业全面向前发展。

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  3、污水处理技术与发展现状

  当前,我国在对生产和生活污水进行无害化处理的过程中,应用的污水处理方式,对于水体中含有的有机有害物质,难以进行集中处理。传统的污水处理技术,对于预处理或者深度处理,具有较好的效果,但是对于无害化处理等方面,仍有一段很长的路要走。同时,在设计和研发新型的污水处理技术之时,技术应用的成本问题,也需要得到相关领域工作人员的重视。比如,应用“PS高级氧化-离子沉淀”的工艺处理模式,可以对AO7的染料废水进行处理。将PS、FE2+、AO7的摩尔比,控制在30:20:8时,能够使各项原料的利用率达到最佳,进而降低污水处理的成本费用。但是,在此种情况下,COD的去除率为65%左右,还未能达到最佳的污水处理效果。对此,相关领域的工作人员,将污水处理实验环境的条件,进行了重新安排,在理想的状态下,可以是COD的去除率差超过95%。

  4、过硫酸盐活化高级氧化技术在污水处理中的应用

  4.1 热活化方式

  过硫酸盐活化当中的热活化,主要是通过加热的方式,提高内部的温度,为分析提供活化的能量,进而使其断裂产生硫酸根自由基。在实际的操作中,反应式为:

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  在应用此种方法进行污水处理的过程中,主要是通过对硫酸根高级氧化同步反应的方式,对污水当中难以溶解的有机物以及氨氮进行处理。在这一过程中,热活化反应会受到温度、pH值以及过硫酸盐的用量等三个因素的共同影响。为了更进一步地探究三组变量对于热活化反应所产生的影响,可以采取对照实验的方法,控制不同的变量,对最终得到的结果进行比对。

  4.2 UV活化方式

  UV活化方法,主要是利用紫外线阳光的照射下,过硫酸盐会发生活化分解的特征,将1摩尔的过硫酸根与2摩尔的硫酸根自由基相互搭配,可以得到波长范围较广的分解材料。在紫外线广的照射下,过硫酸盐的活性会被激发,进而降解出苯酚。通过实验的方式,可以发现此种方法能够充分地降解苯酚。并在波长为254nm的情况下,可以将过硫酸盐当中的三氯苯甲醚进行分解。经过分析可以看出,此种活化方法,在实际的应用中,能够被有效地应用到药物、PPCPs以及藻类等物质的降解当中。将水体的pH值达到9时,污染物的去除效果可以达到90%。同时,经过实验还可以发现,pH值越高,水体当中附着的污染物处理效果便越好。

  4.3 过渡金属活化方式

  过硫酸盐在实际的应用中,不仅可以作为氧化反应的促进剂,同时还可以在光解的情况下,获取反应中产生的SO4-。比如,利用过渡金属催化的方式,产生过硫酸盐和单过硫酸氢盐。在反应体系当中,不需要通过外界加热的方式进行。在常温状态下,可以通过单电子还原的方法,生成过渡态的CO2+,反应公式为:

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  通过将不同的催化剂在实际的反应中所产生的效果进行对比之后,可以了解到不同物质对于污水处理中,有机物的降解所产生的不同影响。

  4.4 活性炭活化方式

  活性炭是一种较好的催化剂和吸附剂,在现代化的污水处理工作中,该项材料已经被同过氧化物一起,被广泛地应用到了环境污染的治理工作当中。通过对相关领域的研究结果进行分析,可以看出该项材料在实际对于应用中,能够激活过硫酸盐当中的强氧化自由基。例如,在实际的操作中,可以利用活性炭颗粒,对污水当中的污染物质进行吸附处理。通过对反应进行分析和探究可以看出,在实际的应用中,该项工作比较容易进行。此外,还可以利用活性炭炭化PS的方法,对污水当中存在的有机物偶氮燃料等难以降解的原料进行降解。在此基础上,还可以进一步比较与分析,活性炭与不同材料搭配使用的所产生的具体效果。经过相关领域专家学者的验证可以看出,活性炭能够激活PS,并且可以有效地降解污水中的AO7污染源。

  4.5 其他活化方式

  除了上述几种方法之外,在污水处理环节中,过硫酸盐活化高级氧化处理技术,还表现为碱活化、复合活化、超声活化以及碳纳米管活化等几种形式。在实际的应用中,工作人员可以根据不同的污水处理需求,采取相应的污水处理方法。通过此种方式,可以更进一步地对有机物进行优化处理。比如,针对比表面积较大的污染物,可以利用碳纳米管活化方式,此种方法不会对环境造成二次污染,因此具有较好的应用效果。除此之外,活化过硫酸盐高级氧化法,已经逐渐得到了相关领域的高度重视。在实验验证和实际的应用中,均有较好的表现。利用双氧化剂、过渡金属、电化学等方式的复合氧化方法,也已经在相关领域得到了推广与落实。将电化学与活化过硫酸盐高级氧化法相互结合,在实验的前8分钟的处理中,脱色率就能够达到97%,因此对于污水中的燃料附着物,具有较好的清理效果。

  5、总结

  综上所述,经过全文的分析和论述可以基本了解到,过硫酸盐活化高级氧化技术,在实际的应用中,可以分为多种不同的类型。对此,相关领域的工作人员,在实际的工作中,要能够有效地分辨出,不同污水处理技术的应用需求,有针对性地应用热活化、UV活化、过渡金属活化、活性炭活化等方式,对现代化建设人们的生产与生活中的污水进行妥善地处理,降低对环境的污染实现可持续生态发展。( >

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