Napredna tehnologija oksidacije, poznata i kao tehnologija duboke oksidacije, zasniva se na upotrebi električne energije, svjetlosnog zračenja, katalizatora, a ponekad u kombinaciji s oksidantima za proizvodnju visoko aktivnih slobodnih radikala (kao što je HO•) u reakciji, a zatim i dodavanjem , supstitucija, prijenos elektrona, prekid veze, itd. između slobodnih radikala i organskih spojeva, makromolekularna vatrostalna organska tvar u vodi se oksidira i razgrađuje u niskotoksične ili netoksične male molekule, ili čak direktno razgrađuje u CO2 i H2O, blizu potpune mineralizacije. Trenutne napredne tehnologije oksidacije uglavnom uključuju hemijsku oksidaciju, elektrohemijsku oksidaciju, mokru oksidaciju, superkritičnu oksidaciju vode i fotokatalitičku oksidaciju.
1. Tehnologija hemijske oksidacije
Tehnologija hemijske oksidacije često se koristi u prethodnom tretmanu biološkog tretmana. Generalno, hemijski oksidanti se koriste za prečišćavanje organske otpadne vode pod dejstvom katalizatora kako bi se poboljšala njena biorazgradivost, ili direktno oksidiraju i razgrađuju organske materije u otpadnoj vodi kako bi ih stabilizovali.
1.1 Metoda oksidacije Fenton reagensa
Ova tehnologija je nastala sredinom{0}}ih godina, a predložio ju je francuski naučnik HJ Fenton. U kiselim uslovima, H2O2 može efikasno oksidirati vinsku kiselinu pod katalitičkim djelovanjem Fe2+ jona i primjenjuje se na oksidaciju jabučne kiseline. Dugo vremena, glavni princip Fentona, koji ljudi pretpostavljaju, je korištenje iona željeza kao katalizatora za vodikov peroksid. Reakcija proizvodi hidroksilne radikale u formuli: Fe2++ H2O2 --Fe3++OH-+•OH, a reakcija se uglavnom odvija u kiselim uslovima.
U metodi hemijske oksidacije, Fentonova metoda pokazuje određene prednosti u tretiranju nekih teško razgradljivih organskih materija (kao što su fenoli i anilini). Uz dubinsko proučavanje Fenton metode, posljednjih godina u Fenton metodu su uvedeni ultraljubičasto svjetlo (UV) i oksalat, što uvelike povećava oksidacijsku sposobnost Fenton metode.
Smjesa hlorfenola je tretirana UV + Fenton metodom, a brzina uklanjanja TOC-a dostigla je 83,2% u roku od 1 sata. Fentonova metoda ima jaku sposobnost oksidacije, blage reakcione uslove, jednostavnu opremu i širok spektar primjena, ali ima nedostatke kao što su visoki troškovi tretmana, složeni procesni uvjeti i teška kontrola procesa, što otežava promicanje i primjenu.
1.2 Metoda oksidacije ozona
Sistem oksidacije ozona ima visok redoks potencijal i može oksidirati većinu organskih zagađivača u otpadnim vodama. Široko se koristi u prečišćavanju industrijskih otpadnih voda. Ozon može oksidirati mnoge organske tvari u vodi, ali reakcija između ozona i organske tvari je selektivna i ne može u potpunosti razgraditi organsku tvar na CO2 i H2O. Proizvodi nakon oksidacije ozona često su organska tvar karboksilne kiseline. A hemijska svojstva ozona su izuzetno nestabilna, posebno u nečistoj vodi, a brzina oksidacijske razgradnje mjeri se u minutama. U tretmanu otpadnih voda, oksidacija ozona se obično ne koristi kao zasebna jedinica za tretman, a obično se dodaju neke metode ojačavanja, kao što su fotokatalitička ozonizacija, bazno katalizirano ozoniranje i višefazno katalitičko ozoniranje. Osim toga, kombinacija oksidacije ozona s drugim tehnologijama također je fokus istraživanja, kao što su ozon/ultrazvuk metoda, metoda adsorpcije ozona/bioaktiviranog ugljena, itd.
U literaturi je objavljeno da kombinacija oksidacije ozona i adsorpcije aktivnog uglja može smanjiti masenu koncentraciju aromatičnih ugljovodonika u otpadnoj vodi na 0.002 ug/L. Upotreba oksidacije ozona za uklanjanje surfaktanata u industrijskoj cirkulirajućoj vodi može efikasno povećati stepen prečišćavanja gradskih postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda i poboljšati kvalitet vode u drenaži. Yu Xiujuan i drugi su također postigli dobre rezultate u uklanjanju organskih mikrozagađivača u vodi korištenjem procesa bioaktiviranog uglja ozonom. Zbog niske rastvorljivosti ozona u vodi, kako efikasnije rastvoriti ozon u vodi postalo je vruća tema u istraživanju ove tehnologije.
2. Metoda elektrohemijske katalitičke oksidacije
Ova tehnologija je nastala 1940-ih i ima prednosti širokog spektra primjena, visoke efikasnosti degradacije, jednostavnih energetskih zahtjeva, lake automatizacije i fleksibilnih i raznolikih metoda primjene. Elektrohemijska katalitička oksidacija može se koristiti kao mjera prethodnog tretmana za otpadnu vodu koja se teško razgradi kako bi se poboljšala biorazgradivost, a može se koristiti i kao tehnologija dubinskog tretmana za teško razgradljive fenolne otpadne vode. Proces reakcije elektrolize odvija se direktno u elektrolitičkoj ćeliji elektrokatalitičke oksidacije. U uslovima optimizovane pH vrednosti, temperature i jačine struje, fenol se može skoro potpuno razgraditi.
Za otpadne vode visoke koncentracije, teško razgradive, toksične i štetne fenole, tradicionalne biološke i fizičke metode su izgubile svoje prednosti, a metode kemijske oksidacije otežane su njihovom visokom cijenom. Metode elektrohemijske katalitičke oksidacije su sve više favorizovane od strane ljudi, ali i one imaju nekih problema, kao što su potrošnja energije, materijali elektroda su uglavnom plemeniti metali, visoka cena i anodna korozija, a mikrodinamička i termodinamička istraživanja koja usmeravaju njihovu promociju i primenu su još uvek nesavršen.
3. Tehnologija mokre oksidacije
Vlažna oksidacija, također poznata kao mokro sagorijevanje, efikasna je metoda za tretiranje organskih otpadnih voda visoke koncentracije. Njegov osnovni princip je uvođenje zraka pod uvjetima visoke temperature i visokog tlaka kako bi se oksidirale organske zagađivače u otpadnim vodama. Prema tome postoji li katalizator u procesu obrade, može se podijeliti na oksidaciju mokrim zrakom i katalitičku oksidaciju vlažnim zrakom.
3.1 Oksidacija vlažnog zraka
Prva kompanija koja je razvila i industrijalizirala oksidaciju vlažnog zraka (WAO) bila je Zimpro u Sjedinjenim Državama. Kompanija je primijenila WAO proces za tretman toksičnih i štetnih industrijskih otpadnih voda kao što su tekućina za pranje otpada od proizvodnje olefina, otpadne vode proizvodnje akrilonitrila i otpadne vode za proizvodnju pesticida. WAO tehnologija je uvođenje zraka pod visokim temperaturama ({{0}} stepen) i visokim pritiskom (0.5-20MPa) kako bi se direktno oksidirale i razgradile visokomolekularne organske tvari u otpadnoj vodi u neorganske ili male molekularne organske materije.
Brzina uklanjanja organskog fosfora i organskog sumpora je čak 95% odnosno 90% kada se otpadne vode proizvodnje dimetoata prethodno tretiraju tehnologijom oksidacije vlažnog zraka. Zimpro-ov WAO proces ima visoku efikasnost tretmana i kratko vreme reakcije, ali pošto tehnologija zahteva visoku temperaturu i visok pritisak, potrebna su ulaganja u opremu velika, a uslovi rada su teški, teško je opštim preduzećima da to prihvate. Stoga je metoda katalitičke oksidacije vlažnim zrakom, koja koristi katalizator za smanjenje temperature i tlaka reakcije ili skraćivanje vremena zadržavanja reakcije, dobila veliku pažnju i istraživanje u posljednjih nekoliko godina.
3.2 Katalitička oksidacija vlažnim zrakom
Katalitička vlažna oksidacija vazduha (CWAO) je metoda dodavanja odgovarajućeg katalizatora tradicionalnom procesu mokre oksidacije kako bi se omogućilo da se reakcija oksidacije završi pod blažim uslovima i za kraće vreme. Ovo može smanjiti temperaturu i pritisak reakcije, poboljšati kapacitet razgradnje oksidacije, ubrzati brzinu reakcije, skratiti vrijeme zadržavanja i na taj način smanjiti koroziju opreme i operativne troškove. Ključni problem katalitičke oksidacije vlažnim zrakom je visokoaktivan katalizator koji se lako može reciklirati. CWAO katalizatori su općenito podijeljeni u tri kategorije: metalne soli, oksidi i kompozitni oksidi. Prema obliku katalizatora u sistemu, katalitička oksidacija vlažnim zrakom može se podijeliti na homogenu mokru katalitičku oksidaciju i heterogenu vlažnu katalitičku oksidaciju.
(1) Homogena mokra katalitička oksidacija. U metodi homogene mokre katalitičke oksidacije, budući da je katalizator (uglavnom metalni joni) rastvorljiva so prelaznog metala, ove soli postoje u otpadnoj vodi u obliku jona. Na ionskom ili molekularnom nivou, oni kataliziraju reakciju oksidacije organske tvari u vodi tako što pokreću reakciju slobodnih radikala oksidansa i kontinuirano ga regeneriraju. U metodi homogene mokre katalitičke oksidacije, budući da katalizator radi nezavisno na molekularnom ili ionskom nivou, molekularna aktivnost je visoka, što rezultira boljim efektom oksidacije. Međutim, budući da katalizator u metodi homogene mokre katalitičke oksidacije postoji u obliku jona, teško ga je oporaviti i ponovo iskoristiti iz otpadne vode, a lako je izazvati sekundarno zagađenje.
(2) Metoda heterogene mokre katalitičke oksidacije. Heterogena mokra katalitička oksidacija je dodavanje netopivog čvrstog katalizatora u reakcioni sistem. Njegovo katalitičko djelovanje se provodi na površini katalizatora. Specifična površina katalizatora ima veliki uticaj na brzinu razgradnje organske materije. Zbog različitih sastava čvrstih katalizatora i svojstava otpadnih voda, učinak vlažne katalitičke oksidacije je također različit. U metodi heterogene mokre katalitičke oksidacije, budući da se čvrsti katalizator ne otapa i ne teče, lakše se aktivira, regeneriše i reciklira, pa su mogućnosti njegove primjene vrlo široke.
4. Tehnologija superkritične oksidacije vode
Tehnologija superkritične oksidacije vode je poboljšanje i poboljšanje tehnologije oksidacije vlažnog zraka. Uspješno ga je razvila američka kompanija MODAR 1982. godine. Njegov princip je korištenje superkritične vode kao medija za oksidaciju i razlaganje organske tvari. Takođe koristi vodu kao glavnu tečnu fazu i kiseonik u vazduhu kao oksidans, i reaguje pod visokom temperaturom i visokim pritiskom.
Međutim, njegovo poboljšanje i poboljšanje leži u korištenju svojstava vode u superkritičnom stanju. Dielektrična konstanta vode se smanjuje na vrijednost blisku onoj organske tvari i plina, tako da se plin i organska tvar mogu potpuno otopiti u vodi, međufazna granica nestaje i formira se homogeni oksidacijski sistem koji eliminira međufaznu masu. prijenosna otpornost koja postoji u procesu vlažne oksidacije, povećava brzinu reakcije, a kako je nezavisna aktivnost oksidiranih slobodnih radikala u homogenom sistemu veća, povećava se i stepen oksidacije. Superkritična voda je dobar rastvarač za organske materije i kiseonik. Organska tvar se homogeno oksidira u superkritičnoj vodi bogatoj kisikom, a brzina reakcije je vrlo velika. Na 400-600 stepenu, struktura organske materije može biti uništena za nekoliko sekundi, a reakcija je potpuna i temeljita, tako da se organski ugljik i vodonik potpuno pretvaraju u CO2 i H2O.
Tehnologija superkritične oksidacije vode privlači sve više pažnje zbog svoje brze reakcije i temeljite oksidacije. Kako smanjiti temperaturu i pritisak reakcije ili skratiti vrijeme zadržavanja reakcije putem katalizatora je žarište istraživanja u ovoj oblasti. Trenutno, većina najčešće korištenih katalizatora su katalizatori koji se koriste u procesima mokre katalitičke oksidacije. Pronalaženje katalizatora sa katalitičkim svojstvima širokog spektra za tehnologiju superkritične oksidacije vode predstavlja teškoću u promociji ove tehnologije.
5. Tehnologija fotokatalitičke oksidacije
Tehnologija fotokatalitičke oksidacije razvijena je na bazi tehnologije fotohemijske oksidacije. Tehnologija fotohemijske oksidacije je reakcijski proces u kojem se organski zagađivači oksidiraju i razgrađuju pod djelovanjem vidljive svjetlosti ili ultraljubičastog svjetla. Nešto skoro ultraljubičastog svjetla (290-400nm) u prirodnom okruženju lako se apsorbira od strane organskih zagađivača. Kada su prisutne aktivne supstance, dolazi do jakih fotohemijskih reakcija, čime se razgrađuje organska materija. Međutim, zbog ograničenja uvjeta reakcije, fotokemijska oksidacijska degradacija često nije dovoljno temeljita i lako je proizvesti razne aromatične organske međuproizvode, što je postao problem koji fotohemijska oksidacija treba prevladati.
Pošto Carey et al. prvi put koristio TiO2 za fotokatalitičku razgradnju bifenila i hlorobifenila 1976. godine, žarište istraživanja tehnologije fotokatalitičke oksidacije pomaknulo se u smjeru fotokatalitičke oksidacijske degradacije organskih zagađivača koristeći TiO2 kao katalizator.
Zbog jednostavne strukture opreme za fotokatalitičku oksidaciju, blagih uvjeta reakcije, lake kontrole radnih uvjeta, jake oksidacijske sposobnosti, bez sekundarnog zagađenja i visoke kemijske stabilnosti, netoksičnosti i niske cijene TiO2, tehnologija fotokatalitičke oksidacije TiO2 je nova tehnologija za prečišćavanje vode sa širokim mogućnostima primjene.
6. Metoda ultrazvučne oksidacije
Razvoj sonohemije privlači sve više pažnje na njenu primjenu u tretmanu vode i otpadnih voda. Izvor energije ultrazvučne oksidacije je akustična kavitacija. Kada ultrazvučni talasi (15 kHz-20 MHz) dovoljnog intenziteta prođu kroz vodeni rastvor, amplituda zvučnog pritiska prelazi statički pritisak unutar tečnosti u poluciklusu negativnog pritiska zvučnog talasa, a jezgro kavitacije u tečnosti brzo se širi; u poluciklusu pozitivnog pritiska zvučnog talasa, mjehur puca zbog adijabatske kompresije, a trajanje je oko 0.1μs. U trenutku pucanja stvara se lokalno okruženje visoke temperature i visokog pritiska od oko 5000 K i 100 MPa, a stvara se snažan udarni mikromlaz brzine 110 m/s.
Oprema koja se koristi za ultrazvučnu oksidaciju je magnetoelektrični ili piezoelektrični ultrazvučni pretvarač, koji generira ultrazvučne valove putem elektromagnetne transdukcije. U laboratoriji se najčešće koriste ultrazvučni instrumenti tipa radijacijske ploče, tipa sonde i NAP reaktori. Uvjeti reakcije ultrazvučne oksidacije su blagi, obično se izvode na sobnoj temperaturi, s niskim zahtjevima za opremom, i predstavlja zelenu tehnologiju tretmana bez zagađenja sa širokim izgledima primjene.
Baoji JM-TITANIUM-Profesionalni dizajn i proizvođač anoda
Tokom godina, specijalizirali smo se za istraživanje i razvoj anoda, proizvodnju i proizvodnju, a naši proizvodi se izvoze u mnoge zemlje širom svijeta. Različite serije anoda mogu biti dizajnirane i proizvedene prema stvarnim parametrima okoline različitih korisnika. Dobrodošli ste u posjetu i pregovaranje.
Nicole
Kompanija: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Država:Kina
Dodaj: Baoti cesta, Jintai, Baoji grad, Shaanxi, Kina
Cel:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Web stranica: www.jm-titanium.com
