Напредна технологија оксидације, такође позната као технологија дубоке оксидације, заснива се на употреби електричне енергије, светлосног зрачења, катализатора, а понекад се комбинује са оксидантима за производњу високо активних слободних радикала (као што је ХО•) у реакцији, а затим и додавањем , супституција, пренос електрона, прекид везе, итд. између слободних радикала и органских једињења, макромолекуларна ватростална органска материја у води се оксидује и разграђује у нискотоксичне или нетоксичне мале молекуле, или чак директно разграђује у ЦО2 и Х2О, близу потпуне минерализације. Тренутне напредне оксидационе технологије углавном укључују хемијску оксидацију, електрохемијску оксидацију, влажну оксидацију, суперкритичну оксидацију воде и фотокаталитичку оксидацију.
1. Технологија хемијске оксидације
Технологија хемијске оксидације се често користи у претходном третману биолошког третмана. Генерално, хемијски оксиданти се користе за пречишћавање органске отпадне воде под дејством катализатора како би се побољшала њена биоразградивост, или директно оксидирају и разграђују органску материју у отпадној води да би је стабилизовали.
1.1 Метода оксидације Фентон реагенса
Ова технологија је настала средином{0}}их година, а предложио ју је француски научник ХЈ Фентон. У киселим условима, Х2О2 може ефикасно оксидовати винску киселину под каталитичким дејством Фе2+ јона и примењује се на оксидацију јабучне киселине. Већ дуже време, главни принцип Фентона, који људи претпостављају, је коришћење јона гвожђа као катализатора за водоник-пероксид. Реакција производи хидроксилне радикале у формули: Фе2++ Х2О2 --Фе3++ОХ-+•ОХ, а реакција се углавном одвија у киселим условима.
У методи хемијске оксидације, Фентонова метода показује одређене предности у третирању неких тешко разградљивих органских материја (као што су феноли и анилини). Уз дубинско проучавање Фентон методе, ултраљубичасто светло (УВ) и оксалат су уведени у Фентон методу последњих година, што умногоме повећава оксидациону способност Фентон методе.
Смеша хлорфенола је третирана УВ + Фентон методом, а брзина уклањања ТОЦ-а је достигла 83,2% у року од 1 сата. Фентонова метода има јаку способност оксидације, благе реакционе услове, једноставну опрему и широк спектар примена, али има недостатке као што су високи трошкови третмана, сложени процесни услови и тешка контрола процеса, што отежава промовисање и примену.
1.2 Метода оксидације озона
Систем за оксидацију озона има висок редокс потенцијал и може оксидирати већину органских загађивача у отпадним водама. Широко се користи у пречишћавању индустријских отпадних вода. Озон може оксидирати многе органске материје у води, али реакција између озона и органске материје је селективна и не може у потпуности разложити органску материју на ЦО2 и Х2О. Производи након оксидације озона су често органска материја карбоксилне киселине. А хемијска својства озона су изузетно нестабилна, посебно у нечистој води, а брзина разлагања оксидације мери се у минутима. У третману отпадних вода, оксидација озона се обично не користи као засебна јединица за третман, а обично се додају неке методе јачања, као што су фотокаталитичка озонизација, базно катализовано озонирање и вишефазно каталитичко озонирање. Поред тога, комбинација оксидације озона са другим технологијама је такође фокус истраживања, као што су озон/ултразвук метода, метода адсорпције озона/биоактивног угљеника итд.
У литератури је објављено да комбинација оксидације озона и адсорпције активног угља може смањити масену концентрацију ароматичних угљоводоника у отпадној води на 0.002 уг/Л. Употреба оксидације озона за уклањање површински активних материја у индустријској циркулационој води може ефикасно повећати степен пречишћавања градских постројења за пречишћавање отпадних вода и побољшати квалитет воде одводње. Иу Ксиујуан и други су такође постигли добре резултате у уклањању органских микрозагађивача у води коришћењем процеса биоактивираног угља озоном. Због ниске растворљивости озона у води, како ефикасније растворити озон у води постало је врућа тема у истраживању ове технологије.
2. Метода електрохемијске каталитичке оксидације
Ова технологија је настала 1940-их и има предности широког спектра примена, високе ефикасности деградације, једноставних енергетских захтева, лаке аутоматизације и флексибилних и разноврсних метода примене. Електрохемијска каталитичка оксидација се може користити као мера претходног третмана за отпадну воду која се тешко разгради да би се побољшала биоразградивост, а може се користити и као технологија дубоког третмана за фенолне отпадне воде које се тешко разграђују. Процес реакције електролизе се одвија директно у електролитичкој ћелији за електрокаталитичку оксидацију. У условима оптимизоване пХ вредности, температуре и јачине струје, фенол се може скоро потпуно разградити.
За висококонцентроване, тешко разградљиве, токсичне и штетне отпадне воде које садрже фенол, традиционалне биолошке и физичке методе су изгубиле своје предности, а методе хемијске оксидације отежане су високим трошковима. Методе електрохемијске каталитичке оксидације су све више фаворизоване од стране људи, али и оне имају неке проблеме, као што су потрошња енергије, материјали електрода су углавном племенити метали, висока цена и анодна корозија, а микродинамичка и термодинамичка истраживања која усмеравају њихову промоцију и примену су још увек несавршен.
3. Технологија влажне оксидације
Влажна оксидација, такође позната као мокро сагоревање, је ефикасан метод за пречишћавање органских отпадних вода високе концентрације. Његов основни принцип је увођење ваздуха под условима високе температуре и високог притиска ради оксидације органских загађивача у отпадним водама. Према томе да ли постоји катализатор у процесу третмана, може се поделити на оксидацију влажног ваздуха и каталитичку оксидацију влажног ваздуха.
3.1 Оксидација влажног ваздуха
Прва компанија која је развила и индустријализовала оксидацију влажног ваздуха (ВАО) била је Зимпро у Сједињеним Државама. Компанија је применила ВАО процес на третман токсичних и штетних индустријских отпадних вода као што су течност за прање отпада од производње олефина, отпадне воде производње акрилонитрила и отпадне воде за производњу пестицида. ВАО технологија је увођење ваздуха под условима високе температуре ({{0}} степен) и високог притиска (0.5-20МПа) како би се директно оксидисале и разградиле високомолекуларне органске материје у отпадној води у неорганске или мале молекуларне органске материје.
Брзина уклањања органског фосфора и органског сумпора је чак 95% односно 90% када се отпадне воде производње диметоата претходно третирају технологијом оксидације влажним ваздухом. Зимпро-ов ВАО процес има високу ефикасност третмана и кратко време реакције, али пошто технологија захтева високу температуру и висок притисак, потребна улагања у опрему су велика, а услови рада су тешки, тешко је општим предузећима да то прихвате. Стога је метода каталитичке оксидације влажним ваздухом, која користи катализатор за смањење реакционе температуре и притиска или скраћивање времена задржавања реакције, добила велику пажњу и истраживање последњих година.
3.2 Каталитичка оксидација влажним ваздухом
Каталитичка влажна оксидација ваздуха (ЦВАО) је метода додавања одговарајућег катализатора традиционалном процесу влажне оксидације како би се омогућило да се реакција оксидације заврши под блажим условима и за краће време. Ово може смањити температуру и притисак реакције, побољшати капацитет разлагања оксидације, убрзати брзину реакције, скратити време задржавања, и на тај начин смањити корозију опреме и оперативне трошкове. Кључно питање каталитичке оксидације влажним ваздухом је високоактиван катализатор који се лако може рециклирати. ЦВАО катализатори су генерално подељени у три категорије: соли метала, оксиди и композитни оксиди. Према облику катализатора у систему, каталитичка оксидација влажним ваздухом се може поделити на хомогену влажну каталитичку оксидацију и хетерогену влажну каталитичку оксидацију.
(1) Хомогена влажна каталитичка оксидација. У методи хомогене влажне каталитичке оксидације, пошто је катализатор (углавном метални јони) растворљива со прелазног метала, ове соли постоје у отпадној води у облику јона. На јонском или молекуларном нивоу, они катализују реакцију оксидације органске материје у води тако што покрећу реакцију слободних радикала оксиданса и континуирано га регенеришу. У методи хомогене влажне каталитичке оксидације, пошто катализатор ради независно на молекуларном или јонском нивоу, молекуларна активност је висока, што резултира бољим ефектом оксидације. Међутим, пошто катализатор у методи хомогене влажне каталитичке оксидације постоји у облику јона, тешко га је опоравити и поново употребити из отпадних вода и лако је изазвати секундарно загађење.
(2) Метода хетерогене влажне каталитичке оксидације. Хетерогена влажна каталитичка оксидација је додавање нерастворљивог чврстог катализатора у реакциони систем. Његово каталитичко дејство се врши на површини катализатора. Специфична површина катализатора има велики утицај на брзину разградње органске материје. Због различитих врста састава чврстих катализатора и својстава отпадних вода, ефекат влажне каталитичке оксидације је такође различит. У методи хетерогене влажне каталитичке оксидације, пошто се чврсти катализатор не раствара и не тече, лакше се активира, регенерише и рециклира, тако да су могућности његове примене веома широке.
4. Технологија суперкритичне оксидације воде
Технологија суперкритичне оксидације воде је побољшање и побољшање технологије оксидације влажног ваздуха. Успешно га је развила америчка компанија МОДАР 1982. Његов принцип је да се користи суперкритична вода као медијум за оксидацију и разлагање органске материје. Такође користи воду као главну течну фазу и кисеоник у ваздуху као оксидант, и реагује под високом температуром и високим притиском.
Међутим, његово побољшање и побољшање лежи у коришћењу својстава воде у суперкритичном стању. Диелектрична константа воде се смањује на вредност блиску органској материји и гасу, тако да се гас и органска материја могу потпуно растворити у води, међуфазна граница нестаје и формира се хомогени оксидациони систем који елиминише међуфазну масу. преносни отпор који постоји у процесу влажне оксидације, повећава брзину реакције, а пошто је независна активност оксидисаних слободних радикала у хомогеном систему већа, повећава се и степен оксидације. Суперкритична вода је добар растварач за органске материје и кисеоник. Органска материја је хомогено оксидована у суперкритичној води богатој кисеоником, а брзина реакције је веома велика. На 400-600 степену, структура органске материје може бити уништена за неколико секунди, а реакција је потпуна и темељна, тако да се органски угљеник и водоник потпуно претварају у ЦО2 и Х2О.
Технологија суперкритичне оксидације воде привлачи све више пажње због своје брзе реакције и темељне оксидације. Како смањити температуру и притисак реакције или скратити време задржавања реакције помоћу катализатора је жариште истраживања у овој области. Тренутно, већина најчешће коришћених катализатора су катализатори који се користе у процесима влажне каталитичке оксидације. Проналажење катализатора са каталитичким својствима широког спектра за технологију суперкритичне оксидације воде представља тешкоћу у промоцији ове технологије.
5. Технологија фотокаталитичке оксидације
Технологија фотокаталитичке оксидације развијена је на основу технологије фотохемијске оксидације. Технологија фотохемијске оксидације је реакциони процес у коме се органски загађивачи оксидују и разграђују под дејством видљиве светлости или ултраљубичастог светла. Органски загађивачи лако апсорбују део светлости скоро ултраљубичасте (290-400нм) у природном окружењу. Када су присутне активне супстанце, долази до јаких фотохемијских реакција, чиме се разграђује органска материја. Међутим, због ограничења реакционих услова, фотохемијска оксидациона деградација често није довољно темељна и лако је произвести различите ароматичне органске интермедијере, што је постао проблем који фотохемијска оксидација треба да превазиђе.
Пошто Цареи ет ал. први пут користио ТиО2 за фотокаталитичку деградацију бифенила и хлоробифенила 1976. године, жариште истраживања технологије фотокаталитичке оксидације померило се у правцу фотокаталитичке оксидационе деградације органских загађивача користећи ТиО2 као катализатор.
Због једноставне структуре опреме за фотокаталитичку оксидацију, благих реакционих услова, лаке контроле радних услова, јаке оксидационе способности, без секундарног загађења и високе хемијске стабилности, нетоксичности и ниске цене ТиО2, технологија фотокаталитичке оксидације ТиО2 је нова технологија за пречишћавање воде са широким изгледима за примену.
6. Метода ултразвучне оксидације
Развој сонохемије привлачи све више пажње на њену примену у пречишћавању воде и отпадних вода. Извор енергије ултразвучне оксидације је акустична кавитација. Када ултразвучни таласи (15 кХз-20 МХз) довољног интензитета прођу кроз водени раствор, амплитуда звучног притиска премашује статички притисак унутар течности у полуциклусу негативног притиска звучног таласа, а језгро кавитације у течности брзо се шири; у полуциклусу позитивног притиска звучног таласа мехур пуца услед адијабатске компресије, а трајање је око 0.1μс. У тренутку пуцања ствара се локално окружење високе температуре и високог притиска од око 5000 К и 100 МПа и ствара се снажан ударни микромлаз брзине 110 м/с.
Опрема која се користи за ултразвучну оксидацију је магнетоелектрични или пиезоелектрични ултразвучни претварач, који генерише ултразвучне таласе путем електромагнетне трансдукције. У лабораторији се најчешће користе ултразвучни инструменти типа радијационе плоче, типа сонде и НАП реактори. Услови реакције ултразвучне оксидације су благи, обично се изводе на собној температури, са ниским захтевима за опремом, и представља зелену технологију третмана без загађења са широким изгледима за примену.
Баоји ЈМ-ТИТАНИЈУМ-Професионални дизајн и произвођач анода
Током година, били смо специјализовани за истраживање и развој анода, производњу и производњу, а наши производи се извозе у многе земље широм света. Различите серије анода могу бити дизајниране и произведене према стварним параметрима животне средине различитих корисника. Добродошли сте да посетите и преговарате.
Ницоле
Компанија: Баоји Јимииун Динамиц Цо., Лтд
Држава: Кина
Додајте: Баоти пут, Јинтаи, град Баоји, Схаанки, Кина
Цел:+86 13369210920
Гмаил:nicole@jmyunti.com
Веб сајт: ввв.јм-титаниум.цом
