6 가지 고급 산화 기술

고급 산화 기술 (Advanced oxidation technology) 은 심도 산화 기술이라고도 하며 전기, 빛, 촉매제를 이용한 것으로, 때로는 산화제와 결합해 높은 활성 자유기 (예: HO) 를 생산하는 경우가 있다. ), 그리고 자유기반과 유기물 사이의 가산, 교체, 전자전송, 단키 등을 통해 물 속의 대분자는 유기물 산화를 저독이나 독성이 없는 소분자 물질로 분해하고, 심지어 직접 CO 로 분해할 수 있을까? (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 자유명언) H 는요? O, 완전 광화에 가깝다. 현재 고급 산화 기술은 주로 화학산화, 전기화학산화, 습식산화, 초임계수산화, 광촉광산화이다.

0 1, 화학 산화 기술

화학 산화 기술은 일반적으로 생물학적 처리의 전처리에 사용된다. 일반적으로 촉매제의 작용으로 화학산화제로 유기폐수를 처리하거나, 생화학성을 높이거나, 폐수의 유기물을 직접 산화시켜 안정시킨다.

1. 핀튼 시약 산화법은 19 에서 90 년대 중반에 프랑스 과학자 H.J.Fenton 이 제안한 산성 조건 하에서 H? 오? Fe2+ 이온의 촉매로 주석산은 효과적으로 산화되어 사과산의 산화에 적용될 수 있다. 오랫동안 핀턴의 주요 원리는 아철이온을 과산화수소의 촉매제로 사용했으며, 반응으로 생성된 수산기 자유기의 분자식은 Fe2++H2O2-Fe3++OH-+? 오, 그리고 반응은 대부분 산성 조건 하에서 이루어진다.

화학산화법에서 펜톤 방법은 페놀류나 아닐린과 같은 내화성 유기물을 처리하는 데 어느 정도 우위를 보였다. 펜톤 법 연구가 심화됨에 따라 최근 몇 년 동안 자외선과 옥살산염이 펜톤 법에 도입되면서 펜톤 법의 산화 능력이 크게 향상되었습니다.

2. 오존 산화 시스템은 높은 산화 환원 잠재력을 가지고 있으며, 폐수 중의 대부분의 유기오염물을 산화시켜 공업폐수 처리에 광범위하게 응용된다. 오존은 물 속의 많은 유기물을 산화시킬 수 있지만, 오존과 유기물의 반응은 선택적이다. 유기물은 co 로 완전히 분해되지 않는가? H 는요? O, 오존 산화 생성물은 종종 카르 복실 산입니다. 그리고 오존의 화학적 성질은 매우 불안정하다. 특히 불순한 물에서는 산화 분해율이 분 단위로 측정된다.

폐수 처리에서 오존 산화는 일반적으로 다중 대역 처리 단위로 사용되지 않으며, 일반적으로 광촉매 오존 처리, 알칼리 촉매 오존 처리, 다상 촉매 오존 처리 등과 같은 강화 수단을 추가합니다. 또한 오존 산화와 다른 기술의 결합도 오존/초음파법, 오존/생물활성탄흡착법 등 연구의 중점이다.

02, 전기 화학적 촉매 산화

이 기술은 1940 년대에 시작되었으며 광범위한 적용 범위, 분해 효율, 간단한 에너지 요구 사항, 자동화 작업, 유연한 응용 방법 등 다양한 장점을 가지고 있습니다. 전기 화학적 촉매 산화는 내화성 폐수의 전처리에 사용되어 생분해성을 높이는 데 사용될 뿐만 아니라 페놀 폐수의 심도 있는 처리 기술로도 사용될 수 있다. 페놀은 최적화된 pH 값, 온도 및 전류 강도 조건에서 거의 완전히 분해될 수 있습니다.

고농도, 분해성, 유독성 유해 페놀 폐수의 경우 기존의 생물법과 물리화학법은 이미 우세를 잃었고, 화학산화법은 비용이 많이 들기 때문에 보급을 방해하고 있다. 전기 화학 촉매 산화법은 점점 더 인기를 끌고 있지만, 전력 소모량, 전극 재료 귀금속, 비용, 양극 부식 등 여러 가지 문제가 있어 응용을 유도하는 미시역학 및 열역학 연구가 아직 완벽하지 않다.

03, 습식 산화 기술

습식 산화는 습식 연소라고도 하며 고농도 유기폐수를 처리하는 효과적인 방법이다. 그 기본 원리는 고온 고압에서 공기를 통하고 산화 폐수 중의 유기 오염물을 통하는 것이다. 처리 과정에서 촉매제가 있는지 여부에 따라 습식 공기 산화와 습식 공기 촉매 산화로 나눌 수 있다.

1. 습공기산화법 최초의 습공기산화 (WAO) 법은 미국 Zimpro 가 개발하고 산업화한 것으로, 이미 WAO 공정을 올레핀 생산을 처리하는 폐세정액, 아크릴로니트릴 생산폐수, 농약 생산폐수 등 유독성 유해공업폐수에 적용했다. WAO 기술은 고온 (125 ~ 320 C), 고압 (0.5 ~ 20 MPa) 에서 공기를 관통하여 폐수의 고분자 유기물을 무기물이나 저분자 유기물로 직접 산화시키는 것이다.

습식 공기산화 기술을 이용하여 낙과 생산 폐수를 사전 처리하는데, 유기인과 유기황의 제거율은 95% 와 90% 에 달한다. Zimpro 의 WAO 법은 처리 효율이 높고 응답 시간이 짧지만 고온 고압이 필요하며 설비투자가 크고 운영 조건이 까다로워 일반 기업에 받아들이기 어렵다. 이에 따라 촉매제로 반응온도와 압력을 낮추거나 반응 체류 시간을 단축하는 습식 공기 촉매산화법이 최근 몇 년간 널리 중시되고 연구되고 있다.

2. 습공기촉매산화습공기촉매산화 (CWAO) 방법은 기존의 습산화처리과정에 적절한 촉매제를 넣어 산화반응이 더 온화한 조건과 더 짧은 시간 내에 이루어지도록 하는 것이다. 따라서 반응의 온도와 압력을 낮추고, 산화 분해 능력을 높이고, 반응 속도를 높이고, 체류 시간을 단축하여 장비 부식을 줄이고, 운영 비용을 낮출 수 있다. 습식 공기 촉매 산화의 관건은 높은 활성성과 쉽게 회수할 수 있는 촉매제이다.

CWAO 의 촉매제는 일반적으로 금속염, 산화물, 복합산화물의 세 가지 범주로 나뉜다. 시스템의 촉매 형태에 따라 습식 공기 촉매 산화는 균질 습식 촉매 산화와 다상 습식 촉매 산화로 나눌 수있다.

2. 1 균질 습식 촉매 산화. 균질습식 촉매산화법에서는 촉매 (대부분 금속이온) 가 용해성 과도금속염으로 폐수에 이온으로 존재하고 산화제를 유발하는 자유기반응을 통해 이온이나 분자수준에서 끊임없이 재생되어 수중 유기물의 산화반응에 촉매 작용을 한다. 균상습식 촉매산화법에서는 촉매제가 분자나 이온 수준에서 독립적으로 작동하기 때문에 분자활동이 높아 산화 효과가 더 좋다. 하지만 균상습식 촉매산화법의 촉매제는 이온 형태로 존재하기 때문에 폐수에서 재활용하기 어려워 2 차 오염을 일으키기 쉽다.

2.2 다상 습식 촉매 산화. 비균일 습식 촉매 산화는 반응체계에 불용성 고체 촉매제를 첨가하고 촉매 표면에서 촉매 작용을 한다. 촉매제의 비 표면적은 유기물의 분해율에 큰 영향을 미친다. 고체 촉매의 종류와 폐수의 성질이 다르기 때문에 습식 촉매 산화의 효과도 다르다. 다상습식 촉매 산화 과정에서 고체 촉매제는 용해되지 않고, 유실되지 않고, 활성화, 재생, 재활용이 쉬우며, 응용 전망이 매우 넓다.

04, 초 임계 수 산화 기술

임계수산화 기술은 습식 공기산화 기술의 강화와 개선으로, 미국 MODAR 가 1982 년 연구 개발에 성공했다. 그 원리는 초임계 물을 매체로 이용하여 유기물을 산화분해하는 것이다.

또한 물을 주요 액상으로, 공기 중의 산소를 산화제로 하여 고온 고압에서 반응한다. 그러나 개선과 향상은 물의 초임계 상태의 성질을 이용하여 물의 유전상수를 유기물과 기체에 가깝게 낮춰 기체와 유기물이 물에 완전히 용해되고, 상면이 사라지고, 균일산화체계를 형성하여 습식 산화 과정에서 상간 전도의 저항을 없애고 반응률을 높인다. 그리고 균상체계에서 산화자유기의 독립 활성성이 높기 때문에 산화 정도도 높아졌다.

초임계 물은 유기물과 산소의 좋은 용제이다. 유기물은 산소가 풍부한 초임계 수중에서 균질산화가 발생하여 반응 속도가 매우 빠르다. 400 ~ 600 C 에서는 유기물의 구조가 몇 초 안에 파괴될 수 있으며, 반응이 완전히 철저하여 유기탄소와 수소를 CO 로 완전히 바꿀 수 있습니까? H 는요? O.

초 임계 수 산화 기술은 반응이 빠르고 산화가 철저하기 때문에 사람들의 관심을 끌고 있다. 촉매제를 이용하여 반응 온도와 압력을 낮추거나 반응 체류 시간을 단축하는 것이 이 분야의 연구 핫스팟이다. 현재, 일반적으로 사용되는 촉매제는 대부분 습식 촉매 산화 공정에 사용된다. 광범위한 스펙트럼 촉매 성능을 가진 촉매제를 찾는 것은 초임계 수산화 기술의 난점이다.

05, 광촉매 산화 기술

광화학 산화 기술은 광화학 산화 기술의 기초 위에서 발전한 것이다. 광화학 산화 기술은 가시광선이나 자외선의 작용으로 유기 오염물을 산화분해하는 반응 과정이다. 자연 환경의 일부 근자외선 (290 ~ 400 nm) 은 유기 오염물에 쉽게 흡수되어 활성 물질의 존재 하에서 강한 광화학 반응이 일어나 유기물을 분해한다. 그러나 반응 조건의 제한으로 광화학 산화 분해는 종종 철저하지 않아 다양한 방향족 유기중간체를 쉽게 만들어 광화학 산화가 극복해야 할 문제가 된다.

Carey 등이 1976 에서 처음으로 TiO2 를 사용하여 비페닐과 염화 비페닐을 분해한 이후, 광촉매 산화 기술의 연구는 TiO2 를 촉매제로 유기 오염물의 광촉매 산화를 촉진하는 방향으로 옮겨갔다.

광촉매산화 기술은 새로운 종류의 수처리 기술로, 설비 구조가 간단하고, 반응 조건이 온화하며, 조작조건이 통제하기 쉽고, 산화능력이 강하며, 2 차 오염이 없고, 이산화 티타늄의 화학적 안정성이 높고, 독이 없고, 가격이 저렴하다는 등의 장점을 가지고 있으며, 광범위한 응용 전망을 가지고 있다.

06, 초음파 산화법

음향 화학이 발달하면서 물과 폐수 처리에서의 응용이 점점 더 주목을 받고 있다. 초음파 산화의 동력원은 음향 공화이다. 충분한 강도의 초음파 (15 kHz-20 MHz) 가 수용액을 통과할 때 음압의 진폭이 액체의 정압 반 주기의 음압을 초과할 때 액체의 공화핵이 빠르게 팽창한다. 음파 양압의 반주기 동안, 단열 압축으로 인해 거품이 다시 파열되어 기간은 약 0. 1 μ s 로, 파열 순간 약 5000K, 100MPa 의 국부 고온 고압 환경을 발생시켜1을 발생시킨다.

초음파 산화에 사용되는 장비는 전자기 에너지 변환을 통해 초음파를 생성하는 자기 전기 또는 압전 초음파 변환기입니다. 실험실에서 복사판 초음파기, 탐침식, NAP 반응기를 광범위하게 사용한다. 초음파 산화 반응은 온화하며 보통 실온에서 진행되며 장비에 대한 요구가 높지 않다. 오염되지 않은 녹색 처리 기술로, 광범위한 응용 전망을 가지고 있다.