Pažangi oksidacijos technologija, taip pat žinoma kaip gilios oksidacijos technologija, pagrįsta elektros, šviesos švitinimo, katalizatorių naudojimu, o kartais kartu su oksidatoriais, kad reakcijos metu susidarytų labai aktyvūs laisvieji radikalai (pvz., HO•), o vėliau pridedant. , pakeitimas, elektronų perkėlimas, ryšio nutraukimas ir kt. tarp laisvųjų radikalų ir organinių junginių, stambiamolekulinės ugniai atsparios organinės medžiagos vandenyje oksiduojasi ir suskaidomos į mažai toksiškas arba netoksiškas mažas molekules arba net tiesiogiai skaidomos į CO2 ir H2O, arti visiškos mineralizacijos. Dabartinės pažangios oksidacijos technologijos daugiausia apima cheminę oksidaciją, elektrocheminę oksidaciją, šlapią oksidaciją, superkritinę vandens oksidaciją ir fotokatalizinę oksidaciją.
1. Cheminės oksidacijos technologija
Cheminės oksidacijos technologija dažnai naudojama pirminiam biologiniam apdorojimui. Paprastai cheminiai oksidatoriai yra naudojami organinėms nuotekoms valyti, veikiant katalizatoriams, siekiant pagerinti jų biologinį skaidumą, arba tiesiogiai oksiduoja ir skaido organines medžiagas nuotekose, kad jas stabilizuotų.
1.1 Fenton reagento oksidacijos metodas
Ši technologija atsirado viduryje{0}} ir ją pasiūlė prancūzų mokslininkas HJ Fentonas. Esant rūgštinėms sąlygoms, H2O2 gali veiksmingai oksiduoti vyno rūgštį, kataliziškai veikiant Fe2+ jonams, ir yra naudojamas obuolių rūgšties oksidacijai. Ilgą laiką pagrindinis „Fenton“ principas, kurio laikosi žmonės, yra naudoti geležies jonus kaip vandenilio peroksido katalizatorius. Reakcijos metu susidaro hidroksilo radikalai, kurių formulė: Fe2++ H2O2 --Fe3++OH-+•OH, o reakcija dažniausiai vyksta rūgštinėmis sąlygomis.
Cheminio oksidavimo metodu Fenton metodas turi tam tikrų pranašumų apdorojant kai kurias sunkiai skaidomas organines medžiagas (pvz., fenolius ir anilinus). Nuodugniai ištyrus Fenton metodą, pastaraisiais metais į Fenton metodą buvo įtraukta ultravioletinė šviesa (UV) ir oksalatas, o tai labai padidina Fenton metodo oksidacijos gebėjimą.
Chlorfenolio mišinys buvo apdorotas UV + Fenton metodu, o TOC pašalinimo greitis pasiekė 83,2% per 1 valandą. Fenton metodas pasižymi stipriu oksidaciniu gebėjimu, švelniomis reakcijos sąlygomis, paprasta įranga ir plačiu pritaikymo spektru, tačiau jis turi trūkumų, tokių kaip didelės apdorojimo išlaidos, sudėtingos proceso sąlygos ir sudėtingas proceso valdymas, todėl jį sunku reklamuoti ir taikyti.
1.2 Ozono oksidacijos metodas
Ozono oksidacijos sistema turi didelį redokso potencialą ir gali oksiduoti daugumą organinių teršalų nuotekose. Jis plačiai naudojamas pramoninių nuotekų valymui. Ozonas gali oksiduoti daug vandenyje esančių organinių medžiagų, tačiau reakcija tarp ozono ir organinių medžiagų yra selektyvi ir negali visiškai suskaidyti organinės medžiagos į CO2 ir H2O. Ozono oksidacijos produktai dažnai yra karboksirūgšties organinės medžiagos. O ozono cheminės savybės itin nestabilios, ypač negryniame vandenyje, o oksidacijos skilimo greitis matuojamas minutėmis. Valant nuotekas ozono oksidacija paprastai nenaudojama kaip atskiras valymo įrenginys, paprastai pridedami kai kurie stiprinimo metodai, pvz., fotokatalizinis ozonavimas, bazinis katalizuojamas ozonavimas ir daugiafazis katalizinis ozonavimas. Be to, ozono oksidacijos derinimas su kitomis technologijomis taip pat yra tyrimų objektas, pavyzdžiui, ozono / ultragarso metodas, ozono / bioaktyvintos anglies adsorbcijos metodas ir kt.
Literatūroje rašoma, kad ozono oksidacijos ir aktyvintos anglies adsorbcijos derinys gali sumažinti aromatinių angliavandenilių masės koncentraciją nuotekose iki 0.002ug/L. Ozono oksidacijos naudojimas paviršinio aktyvumo medžiagoms pašalinti pramoniniame cirkuliuojančiame vandenyje gali efektyviai padidinti miesto nuotekų valymo įrenginių valymo laipsnį ir pagerinti drenažo vandens kokybę. Yu Xiujuan ir kiti taip pat pasiekė gerų rezultatų šalinant organinius mikroteršalus iš vandens naudojant ozono-bioaktyvintos anglies procesą. Dėl mažo ozono tirpumo vandenyje, kaip efektyviau ištirpinti ozoną vandenyje, tapo aktualia šios technologijos tyrimų tema.
2. Elektrocheminės katalizinės oksidacijos metodas
Ši technologija atsirado 1940-aisiais ir turi platų pritaikymo spektrą, didelį degradacijos efektyvumą, paprastus energijos poreikius, lengvą automatizavimą ir lanksčius bei įvairius taikymo metodus. Elektrocheminė katalizinė oksidacija gali būti naudojama kaip sunkiai skaidomų nuotekų paruošimo priemonė, siekiant pagerinti biologinį skaidymą, taip pat gali būti naudojama kaip giluminio apdorojimo technologija sunkiai skaidomoms fenolio nuotekoms. Elektrolizės reakcijos procesas vyksta tiesiogiai elektrokatalizinės oksidacijos elektrolitinėje ląstelėje. Optimizuotos pH vertės, temperatūros ir srovės intensyvumo sąlygomis fenolis gali būti beveik visiškai suskaidytas.
Didelės koncentracijos, sunkiai skaidomoms, toksiškoms ir kenksmingoms fenolio turinčioms nuotekoms tradiciniai biologiniai ir fiziniai metodai prarado savo pranašumus, o cheminės oksidacijos metodus stabdo didelė jų kaina. Žmonės vis labiau mėgsta elektrocheminius katalizinius oksidacijos metodus, tačiau jie taip pat turi tam tikrų problemų, pvz., energijos suvartojimas, elektrodų medžiagos dažniausiai yra taurieji metalai, didelė kaina ir anodo korozija, o mikrodinamikos ir termodinamikos tyrimai, kuriais vadovaujamasi juos propaguojant ir taikant, vis dar išlieka. netobulas.
3. Šlapiosios oksidacijos technologija
Drėgnas oksidavimas, dar žinomas kaip šlapias deginimas, yra efektyvus didelės koncentracijos organinių nuotekų valymo metodas. Pagrindinis jo principas yra įvesti orą aukštos temperatūros ir aukšto slėgio sąlygomis, kad būtų oksiduojami organiniai teršalai nuotekose. Pagal tai, ar apdorojimo procese yra katalizatoriaus, jį galima suskirstyti į drėgno oro oksidaciją ir šlapio oro katalizinę oksidaciją.
3.1 Oksidacija šlapiu oru
Pirmoji įmonė, sukūrusi ir industrializavusi šlapio oro oksidaciją (WAO), buvo „Zimpro“ JAV. Bendrovė taikė WAO procesą toksiškų ir kenksmingų pramoninių nuotekų, tokių kaip olefino gamybos atliekų plovimo skystis, akrilnitrilo gamybos nuotekos ir pesticidų gamybos nuotekos, valymui. WAO technologija yra oro tiekimas aukštos temperatūros ({0}} laipsnis) ir aukšto slėgio (05-20MPa) sąlygomis, kad būtų tiesiogiai oksiduojamos ir skaidomos didelės molekulinės organinės medžiagos nuotekose į neorganines arba mažos molekulinės organinės medžiagos.
Iš anksto apvalant dimetoato gamybos nuotekas naudojant drėgno oro oksidacijos technologiją, organinio fosforo ir organinės sieros pašalinimo greitis siekia atitinkamai net 95 % ir 90 %. „Zimpro“ WAO procesas pasižymi dideliu apdorojimo efektyvumu ir trumpu reakcijos laiku, tačiau kadangi technologija reikalauja aukštos temperatūros ir aukšto slėgio, reikalingos investicijos į įrangą yra didelės, o eksploatavimo sąlygos yra griežtos, bendroms įmonėms sunku tai priimti. Todėl pastaraisiais metais daug dėmesio ir tyrimų sulaukė šlapio oro katalizinės oksidacijos metodas, kurio metu naudojamas katalizatorius reakcijos temperatūrai ir slėgiui sumažinti arba reakcijos buvimo trukmei sutrumpinti.
3.2 Šlapio oro katalizinis oksidavimas
Katalizinis šlapio oro oksidavimas (CWAO) – tai tinkamo katalizatoriaus įvedimo į tradicinį šlapio oksidavimo procesą būdas, kad oksidacijos reakcija būtų užbaigta švelnesnėmis sąlygomis ir per trumpesnį laiką. Tai gali sumažinti reakcijos temperatūrą ir slėgį, pagerinti oksidacijos skilimo pajėgumą, pagreitinti reakcijos greitį, sutrumpinti buvimo laiką ir taip sumažinti įrangos koroziją bei eksploatavimo išlaidas. Pagrindinė šlapio oro katalizinės oksidacijos problema yra didelio aktyvumo ir lengvai perdirbamas katalizatorius. CWAO katalizatoriai paprastai skirstomi į tris kategorijas: metalų druskas, oksidus ir sudėtinius oksidus. Pagal katalizatoriaus formą sistemoje šlapio oro katalizinę oksidaciją galima suskirstyti į homogeninę šlapią katalizinę oksidaciją ir nevienalytę šlapią katalizinę oksidaciją.
(1) Homogeninė šlapioji katalizinė oksidacija. Taikant homogeninį šlapio katalizinio oksidavimo metodą, kadangi katalizatorius (daugiausia metalų jonai) yra tirpi pereinamojo metalo druska, šios druskos nuotekose yra jonų pavidalu. Joniniu arba molekuliniu lygiu jie katalizuoja vandenyje esančių organinių medžiagų oksidacijos reakciją, inicijuodami oksidanto laisvųjų radikalų reakciją ir nuolat jį regeneruodami. Taikant homogeninį šlapio katalizinio oksidavimo metodą, kadangi katalizatorius veikia nepriklausomai molekuliniu arba joniniu lygiu, molekulinis aktyvumas yra didelis, todėl gaunamas geresnis oksidacijos efektas. Tačiau, kadangi homogeninio šlapio katalizinio oksidavimo metodo katalizatorius yra jonų pavidalu, jį sunku išgauti ir pakartotinai panaudoti iš nuotekų, be to, lengva sukelti antrinę taršą.
(2) Heterogeninis šlapios katalizinės oksidacijos metodas. Heterogeninis šlapias katalizinis oksidavimas yra netirpaus kieto katalizatoriaus pridėjimas į reakcijos sistemą. Jo katalizinis veikimas vykdomas ant katalizatoriaus paviršiaus. Konkretus katalizatoriaus paviršiaus plotas turi didelę įtaką organinių medžiagų skilimo greičiui. Dėl skirtingos kietųjų katalizatorių sudėties tipų ir nuotekų savybių šlapios katalizinės oksidacijos poveikis taip pat skiriasi. Taikant heterogeninį šlapio katalizinio oksidavimo metodą, kadangi kietas katalizatorius netirpsta ir neteka, jį lengviau aktyvuoti, regeneruoti ir perdirbti, todėl jo panaudojimo perspektyvos labai plačios.
4. Superkritinės vandens oksidacijos technologija
Superkritinė vandens oksidacijos technologija yra drėgno oro oksidacijos technologijos tobulinimas. Jį sėkmingai sukūrė Amerikos kompanija MODAR 1982 m. Jo principas yra naudoti superkritinį vandenį kaip organinių medžiagų oksidavimo ir skaidymo terpę. Jis taip pat naudoja vandenį kaip pagrindinę skystąją fazę, o ore esantį deguonį kaip oksidantą, ir reaguoja esant aukštai temperatūrai ir aukštam slėgiui.
Tačiau jo tobulinimas ir pagerinimas slypi naudojant superkritinės būsenos vandens savybes. Vandens dielektrinė konstanta sumažinama iki vertės, artimos organinių medžiagų ir dujų konstantai, todėl dujos ir organinės medžiagos gali visiškai ištirpti vandenyje, išnyksta fazių sąsaja ir susidaro vienalytė oksidacijos sistema, kuri pašalina tarpfazių masę. Atsparumas pernešimui, esantis drėgnos oksidacijos procese, padidina reakcijos greitį, o kadangi nepriklausomas oksiduotų laisvųjų radikalų aktyvumas homogeninėje sistemoje yra didesnis, padidėja ir oksidacijos laipsnis. Superkritinis vanduo yra geras organinių medžiagų ir deguonies tirpiklis. Organinės medžiagos homogeniškai oksiduojamos deguonies turinčiame superkritiniame vandenyje, o reakcijos greitis yra labai greitas. Esant 400-600 laipsniui, organinės medžiagos struktūra gali būti sunaikinta per kelias sekundes, o reakcija yra baigta ir išsami, todėl organinė anglis ir vandenilis visiškai paverčiami CO2 ir H2O.
Superkritinės vandens oksidacijos technologija sulaukia vis daugiau dėmesio dėl greitos reakcijos ir kruopščios oksidacijos. Kaip sumažinti reakcijos temperatūrą ir slėgį arba sutrumpinti reakcijos laiką naudojant katalizatorius, yra šios srities mokslinių tyrimų taškas. Šiuo metu dauguma dažniausiai naudojamų katalizatorių yra katalizatoriai, naudojami šlapio katalizinio oksidavimo procesuose. Reklamuojant šią technologiją sunku rasti plataus spektro katalizinių savybių turinčius katalizatorius superkritinės vandens oksidacijos technologijai.
5. Fotokatalitinės oksidacijos technologija
Fotokatalitinės oksidacijos technologija sukurta fotocheminės oksidacijos technologijos pagrindu. Fotocheminės oksidacijos technologija – tai reakcijos procesas, kurio metu organiniai teršalai oksiduojami ir skaidomi veikiant matomai šviesai arba ultravioletinei šviesai. Dalį beveik ultravioletinės šviesos (290-400nm) natūralioje aplinkoje lengvai sugeria organiniai teršalai. Esant veikliosioms medžiagoms, vyksta stiprios fotocheminės reakcijos, dėl kurių suardoma organinė medžiaga. Tačiau dėl reakcijos sąlygų apribojimų fotocheminis oksidacijos skaidymas dažnai nėra pakankamai kruopštus ir nesunku gaminti įvairius aromatinius organinius tarpinius produktus, o tai tapo problema, kurią reikia įveikti fotocheminės oksidacijos metu.
Kadangi Carey ir kt. TiO2 pirmą kartą panaudojo fotokataliziniam bifenilo ir chlorbifenilo skaidymui 1976 m., fotokatalitinės oksidacijos technologijos tyrimų taškas perėjo į organinių teršalų fotokatalitinį oksidacijos skaidymą, naudojant TiO2 kaip katalizatorių.
Dėl paprastos fotokatalitinės oksidacijos įrangos struktūros, švelnių reakcijos sąlygų, lengvo eksploatavimo sąlygų valdymo, stipraus oksidacijos gebėjimo, antrinės taršos ir didelio cheminio stabilumo, netoksiškumo ir mažos TiO2, TiO2 fotokatalitinės oksidacijos technologija yra nauja. vandens valymo technologija su plačiomis taikymo perspektyvomis.
6. Ultragarso oksidacijos metodas
Sonochemijos raida pritraukė vis daugiau dėmesio jos taikymui vandens ir nuotekų valymui. Ultragarso oksidacijos energijos šaltinis yra akustinė kavitacija. Kai per vandeninį tirpalą praeina pakankamo intensyvumo ultragarso bangos (15 kHz-20 MHz), garso slėgio amplitudė viršija statinį slėgį skysčio viduje neigiamo slėgio pusės garso bangos cikle ir kavitacijos branduolį skystyje. greitai plečiasi; teigiamo slėgio pusės garso bangos cikle burbulas plyšta dėl adiabatinio suspaudimo, o trukmė yra apie 0.1μs. Plyšimo momentu susidaro apie 5000 K ir 100 MPa vietinė aukštos temperatūros ir aukšto slėgio aplinka, sukuriama stipraus smūgio mikrosrove, kurios greitis siekia 110 m/s.
Ultragarsinei oksidacijai naudojama įranga yra magnetoelektrinis arba pjezoelektrinis ultragarsinis keitiklis, kuris elektromagnetinio perdavimo būdu generuoja ultragarso bangas. Laboratorijoje dažniausiai naudojami radiacinės plokštės tipo ultragarsiniai instrumentai, zondo tipo ir NAP reaktoriai. Ultragarsinės oksidacijos reakcijos sąlygos yra švelnios, paprastai atliekamos kambario temperatūroje, su mažais įrangos reikalavimais ir yra neteršianti žaliojo apdorojimo technologija, turinti plačias taikymo perspektyvas.
Baoji JM-TITANIUM - Profesionalus anodo dizainas ir gamintojas
Per daugelį metų specializuojamės anodų tyrimų ir plėtros, gamybos ir gamybos srityse, o mūsų produktai yra eksportuojami į daugelį pasaulio šalių. Įvairios anodų serijos gali būti suprojektuotos ir gaminamos pagal faktinius skirtingų vartotojų aplinkos parametrus. Maloniai kviečiame apsilankyti ir derėtis.
Nicole
Įmonė: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Šalis: Kinija
Pridėti: Baoti kelias, Jintai, Baoji miestas, Shaanxi, Kinija
Cel.:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Svetainė: www.jm-titanium.com
