环保工艺之——高级氧化技术（八）

2.H₂O₂投加量对处理效果的影响

过氧化氢的分子式为H₂O₂，相对分子质量为34，纯过氧化氢是一种紫色的粘稠液体，具有刺鼻臭味，沸点152.1℃，冰点-0.89℃，他比水密度大的多，他的许多物理性质和水相似，可与水以任意比例混合，过氧化氢的极性比水强。在溶液中存在强烈的缔合作用，3﹪的过氧化氢水溶液在医药上成为双氧水，具有消毒杀菌作用。过氧化氢分子中氧的价态是-1，他可以转化成-2价，表现出氧化性，可以氧化成0价，而具有还原性，因此过氧化氢具有氧化还原性，在酸性溶液和碱性溶液中他都是强氧化剂，只有与更强的氧化剂（如KMnO4）反应时，它才表现出还原性而被氧化。

取Fe²⁺的投加量为6mL,改变H₂O₂投加量,其它条件同上。H₂O₂的最佳投加量为0. 5mL。H₂O₂浓度较低时, H₂O₂浓度增加, ·OH的生成量增加。H₂O₂投加量过高时,不但不能产生更多的自由基,反而在Fe³⁺催化下进行,增加了H₂O₂消耗量。而且其还原性在一定程度上增加了出水的COD值,且部分H₂O₂发生了无效分解,释放出O₂。

3.PAM加入量对废水处理效果的影响

水样初始pH为4,终了pH为6,搅拌时间为1h,静置时间为5h, H₂O₂的加入量为0. 5mL, Fe²⁺的加入量为6mL,考察絮凝剂PAM加入量对废水处理效果的影响。絮凝剂PAM的加入量在4～6mL范围内都能获得较好的废水处理效果; PAM的加入量为5. 5mL时, COD去除率达到75%～80%。

二、超临界水氧化法(SCWO)

1.原理

超临界氧化废水处理技术是在湿法氧化基础上发展，反应一开始就把Fe²⁺迅速氧化成Fe³⁺ ,从而使氧化的一种有毒有机固废物和工业废水的高级氧化技术。SCWO以水位介质，利用超临界条件（温度〉374℃，P〉22.1MPa)下不存在气液界面传质阻力的特点（在超临界状态下，水象高密度的气体对有机物由很高的溶解能力，轻的有机气体以及CO2等完全互溶，但无机物化合物尤其是盐类难溶于其中。另外，超临界水具有较高的扩散系数和较低的粘度）,在极短时间内将各种有机物完全氧化为二氧化碳和水,不产生二次污染,被称为生态水处理技术。当废水中的有机物浓度在2%以上时,利用有机物氧化反应产生的热量维持系统的反应温度,基本不需要外界供热。超临界水氧化工艺流程图如下: 

超临界水氧化反应是基于自由基反应机理，?HO2是反应过程中重要的自由基，在没有引发物的情况下，由氧气进攻有机物分子中较弱的C－H键产生的，有机自由基与氧气生成过氧自由基，进一步反应生成的过氧化物相当不稳定，而有机物则进一步断裂生成甲酸或乙酸。

RH+O2―――→R+HOO

RH+HO2―――→R+H2O2

过氧化氢进一步被分解成羟基,

H2O2+M―――→2HO

可以是均质或非均质界面。再反应条件下，过氧化氢也能热解为羟基。羟基具有很强的亲电性，几乎能与所有的含氢化合物作用。

RH+HO·―――→R·+H2O

自由基（R·）能与氧气作用生成过氧化自由基。后者能进一步获取氢原子生成过氧化物。

R·+O2―――→ROO

ROO·+RH―――→ROOH+R·

过氧化物通常分解生成分子较小的化合物，这种断裂迅速进行至生成甲酸或乙酸为之。甲酸或乙酸最终也转化为二氧化碳和水。

在超临界水中，大分子有机污染物首先断裂为比较小的小分子，其中含有一个碳的有机物经自由基氧化过程一般生成CO中间产物，在超临界水中CO被氧化为CO2，其途径主要为：2CO+O2→2CO2，CO+H2O→H2+CO2。在温度小于430℃时，反应CO+H2O→H2+CO2起主要作用，产生大量的氢经氧化后成为H2O。