证券简称 :久吾高科

证券代码 :300631

核心技术technology
膜及成套设备
连续离交系统
色谱分离系统
气浮技术
机械过滤
高级氧化
电渗析浓缩技术
MVR蒸发技术
膜清洗剂
高级氧化

    高级氧化技术,它汇集了现代光、电、声、磁、材料等各相近学科的最新研究成果,主要包括电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法和超声降解法等。

  影响氧化还原反应的因素有溶液的酸碱度、温度、反应物的浓度等。其中溶液的酸碱度尤为重要,因为它将决定溶液中各种理智的电离度和存在形态。

  一、电化学处理技术

  电化学氧化法主要用于有毒生物降解有机废水的处理,其基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学反应而得到转化,从而达到削减和去除污染物的目的。电化学方法既可以单独使用,又可以与其他处理方法结合使用,如作为前处理方法,可以提高废水的生物降解性,一般电化学处理工艺只能针对特定的废水,处理规模小,且处理效率不高,其耗电量大,不利于运营成本控制。

  二、试剂氧化法

  试剂氧化法包括Fenton试剂处理法、超临界水氧化法(SCWO)等。

  (一)Fenton试剂处理法

  Fenton试剂为常用的催化试剂,它是由亚铁盐和过氧化物组成,当PH值足够低时,铁离子作用于过氧化氢生成羟基自由基,并引发更多的自由基,进攻有机物分子内键,达到将有机物完全无机化或裂解为小分子的目的。Fenton试剂在水处理中的作用主要包括对有机物的氧化和混凝两种作用。它能有效去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物。

  随着研究的深入,又把紫外光(UV)、草酸盐(C2O42-)等引入Fenton试剂中,使其氧化能力大大加强。以TiO2为催化剂,9 W低压汞灯为光源,用Fenton试剂对制药废水进行处理,取得了脱色率100%,COD去除率92.3%的效果,且硝基苯类化合物从8.05 mg/L降至0.41 mg/L。

  其他催化试剂还有H2O2/O3,它是饮用水应用领域应用最广泛得高级氧化技术,因为只需要向臭氧发生器中加入过氧化氢即可。臭氧本身具有极强的氧化性,能去除大量得有机物,但对某些卤代烃及农药等有机物的氧化效果较差,将臭氧和过氧化氢结合使用可大大提高氧化效率,它的主要特点是在浊度较高得水中仍然运行良好。

  (二)超临界水氧化法(SCWO)

  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+ ,适用于有毒有机固废物和工业废水的一种高级氧化技术。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。  

  超临界氧化技术与其他处理技术相比,具有明显的优点:

  ①效率高,处理彻底,有毒物质的清除率高达99.99%以上;

  ②反应速度快,停留时间短(小于1min),反应器结构简单,体积小;

  ③适应范围广,可以适用于各种有毒物质废水废物处理;

  ④没有二次污染,不需进一步处理,且无机盐可从水中分离出来,处理后的废水可完全回收利用;

  ⑤当有机物含量超过10%时,不需额外供热,实现热量自给。

  超临界水氧化的高温高压的操作条件无疑对设备材料提出了严格的要求,在实际进行工程设计时还须注意一些工程方面的因素,如腐蚀,盐的沉淀,催化剂的使用,热量传递等。

  三、湿式催化氧化技术(CatalyticWetOxidationProcess, CWOP)

  湿式催化氧化技术是一种工业废水的高级处理方法(属于物理化学方法)。是在高温(200-300℃)、高压(2-10MPa)下,将废水通过装有高效氧化性能催化剂的反应器,在反应器中看,可将其中的有机物及N、S等毒物结构中的双键断裂,由大分子氧化成小分子,小分子进一步氧化成CO2、H2O、及N2、SO42-等无害物质,使COD大幅度下降,BOD/COD值提高,增加了废水可生化性的过程。反应时间一般为10min-2.0h。

  使用此方法处理废水时,废水中不得含有大量的可导致污染催化剂的物质(如金属)、以及容易造成设备或管道堵塞的物质(如高浓度盐类),如果存在此类物质,在进行反应前需做相应的处理(如脱盐、蒸馏等)。

  其最显著的特点是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应,反应中生成的有机自由基可以继续参加·OH的链式反应,或者通过生成有机过氧化物自由基后,进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O,从而达到了氧化分解有机物的目的。羟基自由基是一种极强的化学氧化剂(氧化剂的氧化电位),它的氧化电位比普通氧化剂(如臭氧、氯气、过氧化氢)高得多,这意味着·OH的氧化能力要大大高于普通化学氧化剂。

  按设备结构来分,主要有固定床流动床两类固定床又分为气相固定床和液相固定床;流动床要考虑解决催化剂分离和回收的问题。

  湿式氧化法可处理的有机物有:

  ①无机氰化物和有机氰化物易氧化;

  ②脂肪族和氯化脂肪族化合物易氧化;

  ③芳烃(甲苯等)易氧化;

  ④芳香族和含非卤代官能团(如酚和苯胺)的卤代芳香族化合物易氧化;

  ⑤不含其它非卤代官能团(如氯苯)的卤代芳香族化合物难以用湿式氧化法处理。

  四、光催化氧化水处理技术

  光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工艺,可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物质。另外,在有紫外光的Feton体系中,紫外光与铁离子之间存在着协同效应,使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快,促进有机物的氧化去除。

  (一)废水处理

  该技术能降解废水中高浓度有机污染物,难降解难以生化处理的有机废水。卤代脂肪烃、卤代芳烃、有机酸类、硝基芳烃、取代苯胺、多环芳烃、杂环化合物、烃类、酚类、染料、表面活性剂、农药等都能有效地进行光催化反应,最终生成无机小分子物质。光催化反应的强氧化性能是其在有机污染控制方面的技术优势所在。

   (二)含卤衍生物

  有机氯化物是水中最主要的一类污染物,毒性大,分布广,卤代烃、卤代脂肪酸等经过该技术处理均可完全降解,氯酚、氯苯等经过一系列中间产物生成CO2和HCl。

  (三)染料废水

  印染废水进入水体会造成严重的环境污染,其中有的还含有苯环、胺基、偶氮基团等致癌物质。该技术可用于染料废水的处理。

  (四)农药废水

  农药废水中含有机磷农药,三氯苯氧乙酸、DDVP、DTHP、DDT、三氮硝基甲烷等,毒性大,难降解,易生物积累。利用TiO2光催化去除农药虽然不能使所有的污染物最终达到完全矿化。但不会产生毒性更高的中间产物,这是其他方法无法相比的。TiO2光催化对含油废水、含表面活性剂的废水、垃圾填埋场渗滤液的处理等均具有良好的效果,除有机物外,许多无机物在TiO2表面也具有光化学活性,目前的研究较多集中在含铬废水、含氰废水的处理以及对贵金属的回收。

  (五)饮用水

  光催化降解法,能在短时间内降解饮用水水源中常规工艺无法去除的微量有机物和氯化过程可能产生对人体健康危害极大的有机氯化合物。TiO2光催化对这些微量有机污染物以及消毒副产物的前体物质如腐殖酸、酚类等的去除都有着显著的效果。TiO2光催化技术处理微生物污染的优势在于该技术不仅能杀灭饮用水中的细菌、病毒并将其分解为CO2和H2O,同时能降解细菌死亡后释放出的有毒组分内毒素,从而避免了采用银系、氯系无机杀菌剂处理带来的副作用。TiO2光催化对水体中的藻类有同样的灭活作用,而且对藻类所释放出的毒素(如微禳藻毒素)有降解作用,这是其他任何一种灭菌方式所不具有的功能。

  五、湿式空气氧化法

  湿式空气氧化法是在高温高压下,以空气为氧化剂,将水中溶解性物质包括无机物和有机物,通过氧化反应将其转化为无害的新物质,或者转化为容易从水中分离排除的形态(气体或固体),达到处理的目的。

  湿式氧化法的关键在于产生足够的自由基,供给氧化反应。虽然该法可以降解几乎所有的有机物,但是它也有自身的缺点:由于反应条件苛刻,所以对于设备的要求很高,反应设备要耐高温高压,燃料消耗大,不适合大水量。

  六、光化学氧化法

  光化学反应是在光的作用下进行化学反应,采用臭氧或过氧化氢作为氧化剂,在紫外线的照射下使污染物氧化分解,从而达到污水的处理。光化学氧化系统主要有:UV/H2O2系统,UV/O3系统和UV/O3/H2O2系统。

  UV/H2O2法能将污染物彻底的无害化,该法对有机物的去除能力比单独用过氧化氢或紫外线更强。它还是一种更经济的选择,能够在短期内装配在不同地点。但它不适合处理土壤,因为紫外线不能穿透土壤粒子。光容易被沉淀而堵塞,降低UV的穿透率。需控制PH值,防止氧化过程的金属盐沉淀。 UV/H2O2系统主要用于浓度在10-6级的低浓度废水,而不适用于高强度污染废水。用该方法去除饮用水中三卤甲烷,在去除三氯甲烷的同时可减少饮用水中的总有机碳的含量,使水质进一步提高。利用UV/H2O2系统处理受四卤甲烷污染的地下水,去除率可达97.3%~99%,其费用与活性炭处理相当。在UV/H2O2系统中,每一分子H2O2可产生两分子羟基,具有比Fenton试剂更好的费用-效益比。与其他方法如Fenton试剂,吸附法相比,不仅能有效去除水中有机污染物而且不会造成二次污染,也不需要后续处理。