1、引言
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的提升,國內(nèi)污水處理工作,特別是過硫酸鹽活化高級氧化技術(shù)在其中的應(yīng)用,得到了社會各界的高度重視。在現(xiàn)代化的城市建設(shè)與工業(yè)發(fā)展過程中,污水處理工作若不能得到有效地管理和控制,最終會對我國的城市化和社會主義和諧社會的建設(shè)與發(fā)展,產(chǎn)生不良的影響。如何在現(xiàn)代化建設(shè)中,合理應(yīng)用過硫酸鹽活化高級氧化技術(shù)進(jìn)行污水處理顯得尤為重要。
2、過硫酸鹽活化的基本特征與反應(yīng)機(jī)理
2.1 基本特征
過硫酸鹽活化具有的基本特征,具有以下特點(diǎn):
Fe2+的濃度變化,會對SO4-的是否存在,產(chǎn)生十分明顯的影響。當(dāng)前者的總量較小時,后者的反應(yīng)速度會明顯降低,進(jìn)而會對水體大眾的污染物去除效果,產(chǎn)生影響。此外,當(dāng)前者的總量增加時,去除率會呈現(xiàn)出先增加后減少的特征。此時二者發(fā)生競爭性的反應(yīng),會催化SO4-的產(chǎn)生,同時也會使其被大量地消耗,最終造成新的污染。
2.2 反應(yīng)機(jī)理
在實(shí)際的反應(yīng)過程中,還會受到干擾離子較為明顯的影響。在地下水或者污水當(dāng)中,有大量的OH-,Cl-,以及CO32-等多種不同類型的干擾離子。上述類型的離子,最終會消耗大量的SO4-,最終降低與污染物之間的作用,能夠?qū)λw中的污染物,產(chǎn)生較為明顯的清除出效果。在過硫酸鹽活化的過程中,大部分的情況,都需要較高的能耗。只有在能耗高的情況下,才能使SO4-快速地產(chǎn)生。此種情況下,會相應(yīng)地提高污水處理的成本。因此,在實(shí)際的工作中,要探尋出能夠提高處理效果,同時又可以節(jié)約處理成本的方法,推動污水處理事業(yè)全面向前發(fā)展。
3、污水處理技術(shù)與發(fā)展現(xiàn)狀
當(dāng)前,我國在對生產(chǎn)和生活污水進(jìn)行無害化處理的過程中,應(yīng)用的污水處理方式,對于水體中含有的有機(jī)有害物質(zhì),難以進(jìn)行集中處理。傳統(tǒng)的污水處理技術(shù),對于預(yù)處理或者深度處理,具有較好的效果,但是對于無害化處理等方面,仍有一段很長的路要走。同時,在設(shè)計和研發(fā)新型的污水處理技術(shù)之時,技術(shù)應(yīng)用的成本問題,也需要得到相關(guān)領(lǐng)域工作人員的重視。比如,應(yīng)用“PS高級氧化-離子沉淀”的工藝處理模式,可以對AO7的染料廢水進(jìn)行處理。將PS、FE2+、AO7的摩爾比,控制在30:20:8時,能夠使各項(xiàng)原料的利用率達(dá)到最佳,進(jìn)而降低污水處理的成本費(fèi)用。但是,在此種情況下,COD的去除率為65%左右,還未能達(dá)到最佳的污水處理效果。對此,相關(guān)領(lǐng)域的工作人員,將污水處理實(shí)驗(yàn)環(huán)境的條件,進(jìn)行了重新安排,在理想的狀態(tài)下,可以是COD的去除率差超過95%。
4、過硫酸鹽活化高級氧化技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用
4.1 熱活化方式
過硫酸鹽活化當(dāng)中的熱活化,主要是通過加熱的方式,提高內(nèi)部的溫度,為分析提供活化的能量,進(jìn)而使其斷裂產(chǎn)生硫酸根自由基。在實(shí)際的操作中,反應(yīng)式為:
在應(yīng)用此種方法進(jìn)行污水處理的過程中,主要是通過對硫酸根高級氧化同步反應(yīng)的方式,對污水當(dāng)中難以溶解的有機(jī)物以及氨氮進(jìn)行處理。在這一過程中,熱活化反應(yīng)會受到溫度、pH值以及過硫酸鹽的用量等三個因素的共同影響。為了更進(jìn)一步地探究三組變量對于熱活化反應(yīng)所產(chǎn)生的影響,可以采取對照實(shí)驗(yàn)的方法,控制不同的變量,對最終得到的結(jié)果進(jìn)行比對。
4.2 UV活化方式
UV活化方法,主要是利用紫外線陽光的照射下,過硫酸鹽會發(fā)生活化分解的特征,將1摩爾的過硫酸根與2摩爾的硫酸根自由基相互搭配,可以得到波長范圍較廣的分解材料。在紫外線廣的照射下,過硫酸鹽的活性會被激發(fā),進(jìn)而降解出苯酚。通過實(shí)驗(yàn)的方式,可以發(fā)現(xiàn)此種方法能夠充分地降解苯酚。并在波長為254nm的情況下,可以將過硫酸鹽當(dāng)中的三氯苯甲醚進(jìn)行分解。經(jīng)過分析可以看出,此種活化方法,在實(shí)際的應(yīng)用中,能夠被有效地應(yīng)用到藥物、PPCPs以及藻類等物質(zhì)的降解當(dāng)中。將水體的pH值達(dá)到9時,污染物的去除效果可以達(dá)到90%。同時,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)還可以發(fā)現(xiàn),pH值越高,水體當(dāng)中附著的污染物處理效果便越好。
4.3 過渡金屬活化方式
過硫酸鹽在實(shí)際的應(yīng)用中,不僅可以作為氧化反應(yīng)的促進(jìn)劑,同時還可以在光解的情況下,獲取反應(yīng)中產(chǎn)生的SO4-。比如,利用過渡金屬催化的方式,產(chǎn)生過硫酸鹽和單過硫酸氫鹽。在反應(yīng)體系當(dāng)中,不需要通過外界加熱的方式進(jìn)行。在常溫狀態(tài)下,可以通過單電子還原的方法,生成過渡態(tài)的CO2+,反應(yīng)公式為:
通過將不同的催化劑在實(shí)際的反應(yīng)中所產(chǎn)生的效果進(jìn)行對比之后,可以了解到不同物質(zhì)對于污水處理中,有機(jī)物的降解所產(chǎn)生的不同影響。
4.4 活性炭活化方式
活性炭是一種較好的催化劑和吸附劑,在現(xiàn)代化的污水處理工作中,該項(xiàng)材料已經(jīng)被同過氧化物一起,被廣泛地應(yīng)用到了環(huán)境污染的治理工作當(dāng)中。通過對相關(guān)領(lǐng)域的研究結(jié)果進(jìn)行分析,可以看出該項(xiàng)材料在實(shí)際對于應(yīng)用中,能夠激活過硫酸鹽當(dāng)中的強(qiáng)氧化自由基。例如,在實(shí)際的操作中,可以利用活性炭顆粒,對污水當(dāng)中的污染物質(zhì)進(jìn)行吸附處理。通過對反應(yīng)進(jìn)行分析和探究可以看出,在實(shí)際的應(yīng)用中,該項(xiàng)工作比較容易進(jìn)行。此外,還可以利用活性炭炭化PS的方法,對污水當(dāng)中存在的有機(jī)物偶氮燃料等難以降解的原料進(jìn)行降解。在此基礎(chǔ)上,還可以進(jìn)一步比較與分析,活性炭與不同材料搭配使用的所產(chǎn)生的具體效果。經(jīng)過相關(guān)領(lǐng)域?qū)<覍W(xué)者的驗(yàn)證可以看出,活性炭能夠激活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
除了上述幾種方法之外,在污水處理環(huán)節(jié)中,過硫酸鹽活化高級氧化處理技術(shù),還表現(xiàn)為堿活化、復(fù)合活化、超聲活化以及碳納米管活化等幾種形式。在實(shí)際的應(yīng)用中,工作人員可以根據(jù)不同的污水處理需求,采取相應(yīng)的污水處理方法。通過此種方式,可以更進(jìn)一步地對有機(jī)物進(jìn)行優(yōu)化處理。比如,針對比表面積較大的污染物,可以利用碳納米管活化方式,此種方法不會對環(huán)境造成二次污染,因此具有較好的應(yīng)用效果。除此之外,活化過硫酸鹽高級氧化法,已經(jīng)逐漸得到了相關(guān)領(lǐng)域的高度重視。在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和實(shí)際的應(yīng)用中,均有較好的表現(xiàn)。利用雙氧化劑、過渡金屬、電化學(xué)等方式的復(fù)合氧化方法,也已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域得到了推廣與落實(shí)。將電化學(xué)與活化過硫酸鹽高級氧化法相互結(jié)合,在實(shí)驗(yàn)的前8分鐘的處理中,脫色率就能夠達(dá)到97%,因此對于污水中的燃料附著物,具有較好的清理效果。
5、總結(jié)
綜上所述,經(jīng)過全文的分析和論述可以基本了解到,過硫酸鹽活化高級氧化技術(shù),在實(shí)際的應(yīng)用中,可以分為多種不同的類型。對此,相關(guān)領(lǐng)域的工作人員,在實(shí)際的工作中,要能夠有效地分辨出,不同污水處理技術(shù)的應(yīng)用需求,有針對性地應(yīng)用熱活化、UV活化、過渡金屬活化、活性炭活化等方式,對現(xiàn)代化建設(shè)人們的生產(chǎn)與生活中的污水進(jìn)行妥善地處理,降低對環(huán)境的污染實(shí)現(xiàn)可持續(xù)生態(tài)發(fā)展。( >
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