第2章-飲用水化學(xué)氧化處理技術(shù)課件

第2章飲用水化學(xué)氧化處理技術(shù)謝曙光博士/副教授北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院飲用水常規(guī)處理技術(shù)簡介1

飲用水常規(guī)處理技術(shù)及其工藝在20世紀(jì)初期就已形成雛形，并在飲用水處理的實(shí)踐中不斷得以完善。飲用水常規(guī)處理工藝的主要去除對象是水源水中的懸浮物、膠體物和病原微生物等。飲用水常規(guī)處理工藝所使用的處理技術(shù)有混凝、沉淀、澄清、過濾、消毒等。由這些技術(shù)所組成的飲用水常規(guī)處理工藝目前仍為世界上大多數(shù)水廠所采用，在我國目前95%以上的自來水廠都是采用常規(guī)處理工藝，因此常規(guī)處理工藝是飲用水處理系統(tǒng)的主要工藝。飲用水常規(guī)處理技術(shù)簡介2飲用水常規(guī)處理技術(shù)簡介3混凝是向原水中投加混凝劑，使水中難于自然沉淀分離的懸浮物和膠體顆粒相互聚合，形成大顆粒絮體（俗稱礬花）。沉淀使將混凝形成的大顆粒絮體通過重力沉降作用從水中分離。澄清則是把混凝與沉淀兩個過程集中在同一個處理構(gòu)筑物中進(jìn)行。過濾是利用顆粒狀濾料（如石英砂等）截留經(jīng)過沉淀后水中殘留的顆粒物，進(jìn)一步去除水中的雜質(zhì)，降低水的渾濁度。消毒是飲用水處理的最后一步，向水中加人消毒劑（一般用液氯）來滅活水中的病原微生物。常規(guī)工藝處理的局限性

目前自來水的處理技術(shù)依然沿用一百年前的傳統(tǒng)工藝即使混凝－沉淀－過濾－消毒處理工藝，對水中濁度和微生物有很好的凈化效果。經(jīng)過一百年的世紀(jì)發(fā)展，當(dāng)代的水質(zhì)現(xiàn)狀與一百年前的水已經(jīng)截然不同了，由于水源原水污染嚴(yán)重，僅通過常規(guī)工藝通常不能達(dá)到水質(zhì)安全保障的安求。

常規(guī)工藝難以有效去除的污染物：氨氮、澡類等易造成水異嗅味的物質(zhì)消毒副產(chǎn)物(disinfectionby-products,DBPs)的前驅(qū)物(precursor),主要是天然有機(jī)物（naturalorganiccarbon,NOM)溶解性微量有機(jī)物（主要是人工合成有機(jī)物等）原水預(yù)處理的方法化學(xué)預(yù)氧化生物降解和過濾氣浮吸附去除pH調(diào)劑沉淀生態(tài)工程第1部分：化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)化學(xué)預(yù)氧化原理

原理：化學(xué)預(yù)氧化主要利用氧化勢較高的氧化劑來氧化分解或轉(zhuǎn)為水中的污染物，具有同時削弱污染物對常規(guī)處理工藝的不利影響，強(qiáng)化常規(guī)處理工藝化學(xué)氧化劑已經(jīng)在飲用水、廢水、環(huán)境消毒方面得以廣泛應(yīng)用?；瘜W(xué)預(yù)氧化優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)時間短，占地少，基建投資省，一般情況下受溫度的影響較小。缺點(diǎn):(1)氧化過程有選擇性，生成的產(chǎn)物不一定是CO2、水或其它礦物鹽，可能還會產(chǎn)生二次污染，及生成其它有害副產(chǎn)物；（2）有機(jī)物在這些過程降解速率較慢，故處理成本較高受溫度的影響較小。如何發(fā)揮氧化劑的有利作用，降低氧化劑的副作用，是飲用水處理的核心問題之一。常用氧化劑種類

氯、二氧化氯、高錳酸鉀及復(fù)合劑、高鐵酸鹽、過氧化氫、臭氧氧化性比較化學(xué)預(yù)氧化的種類

預(yù)氯化技術(shù)預(yù)臭氧氧化技術(shù)預(yù)二氧化氯氧化技術(shù)預(yù)高錳酸鹽氧化技術(shù)預(yù)高鐵酸鹽氧化技術(shù)預(yù)過氧化氫氧化技術(shù)預(yù)氯化技術(shù)

使用：預(yù)氯化是應(yīng)用最早、而且是國內(nèi)目前使用最普遍的一種預(yù)氧化方法。優(yōu)點(diǎn)：它經(jīng)常用于水預(yù)處理工藝中殺滅澡細(xì)胞，使澡類及其代謝過程中分泌的藻毒素易于在后續(xù)工藝中去除。經(jīng)濟(jì)性具有一定的改善混凝的效果的作用（助凝）去除鐵錳缺點(diǎn)：與水中天然有機(jī)物作用，產(chǎn)生DPBs(如異嗅味的氯酚、有機(jī)氯胺、三鹵甲烷(Trihalomethane,THMs))預(yù)二氧化氯氧化技術(shù)二氧化氯（ClO2）是漢弗萊·戴維于1811年發(fā)現(xiàn)的。根據(jù)濃度的不同，二氧化氯是一種黃綠色到橙黃色的氣體，分子量67.45，具有與氯氣相似的刺激氣體，空氣中的體積濃度超過10％便有爆炸性，但在水溶液卻是十分安全的。二氧化氯一般需由亞氯酸鈉和氯反應(yīng)現(xiàn)場制作，使它具有氧化作用強(qiáng)，生產(chǎn)簡單，成本低等特點(diǎn)。在美國，ClO2用于飲用水處理已超過50年。氧化性能獨(dú)特的二氧化氯也正日益受到人們的青睞，在世界各地應(yīng)用也逐漸增多。在我國應(yīng)用時間不長，但已經(jīng)表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，特別是在原水受酚類、腐殖質(zhì)、錳等污染物以及季節(jié)性澡類和異嗅困擾的地區(qū)逐漸引起人們的關(guān)注。從上世紀(jì)九十年代以后才開始在一些中小型水廠中加以應(yīng)用研究，但發(fā)展迅速。目前國內(nèi)已經(jīng)有數(shù)百家水廠進(jìn)行了二氧化氯的試驗(yàn)和生產(chǎn)性應(yīng)用。（如深圳、遼寧撫順、安徽蕪湖等）二氧化氯預(yù)氧化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)很高的氧化選擇性：與有機(jī)物主要氧化反應(yīng)，而非取代反應(yīng)，因而生成的消毒副產(chǎn)物含量低，并能有效破壞水體中的微量有機(jī)污染物。脫色作用：破壞有色有機(jī)物的碳碳雙鍵；氧化鐵錳等無機(jī)離子；助凝作用有助于有機(jī)膠體和顆粒物的混凝，并通過過濾作用去除致色物質(zhì)。有效控制澡類：良好的去除效果，又不產(chǎn)生顯著的消毒副產(chǎn)物。有效控制微量有機(jī)物：酚類、氯仿、四氯化碳

去除水中的異嗅味：氯代酚、硫化物。不與氨反應(yīng)，一般不能氧化溴離子

二氧化氯濃度對有機(jī)物去除的影響二氧化氯處理濟(jì)南某水庫水澡類預(yù)二氧化氯氧化技術(shù)的局限性

在過量條件下，ClO2與水中有機(jī)物及其它還原組分作用有可能生成對人體有害的ClO-2及ClO-3等，這些物質(zhì)在人體內(nèi)過量積聚將引起過氧化氫的產(chǎn)生，從而使血紅蛋白氧化，造成溶血性貧血。飲用水處理中要嚴(yán)格控制ClO2的投加量（中國不超過0.8mg/L）。WHO在《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》(第二版)中指出，因二氧化氯易于分解，而且已制定了亞氯酸鹽的臨時指標(biāo)(0.2mg／L)足以防止二氧化氯的潛在毒性，故沒有提出二氧化氯的指導(dǎo)值。美國EPA規(guī)定的0.8mg/L的最高允許濃度也是從衛(wèi)生角度出發(fā)考慮的健康指導(dǎo)值。預(yù)高錳酸鹽氧化技術(shù)

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高錳酸鹽是一種強(qiáng)氧化劑，是一種有結(jié)晶光澤的紫黑色固體，易溶于水，從20世紀(jì)60年代初就被應(yīng)用于去除水中的鐵錳、嗅味、色度等，效果良好：高錳酸鉀將二價錳氧化成不溶性的二氧化錳，反應(yīng)很快，一般在幾分鐘內(nèi)完成；氧化三價砷成易于被氫氧化鐵吸附的五價砷，通過混凝去除；

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它能將水中多種有機(jī)污染物降解,其產(chǎn)物為二氧化碳、醇、醛、酮、羥基化合物等,這些產(chǎn)物均為“非三致物質(zhì)”,可以在一定條件下去除微量有機(jī)污染物，能有效地破壞水中某些氯化消毒副產(chǎn)物前驅(qū)物質(zhì)，水的致突變活性顯著下降，因而可提高出廠水的毒理學(xué)安全性。

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除臭、藻類效果良好，并有良好的助凝效能。高錳酸鹽復(fù)合藥劑去除污染物機(jī)理

1986年李圭白院士首先提出用高錳酸鉀去除水中的微量有機(jī)物。后來開發(fā)出了高錳酸鹽復(fù)合藥劑(PPC),通過高錳酸鉀與助劑的協(xié)同作用，顯著提高了除污性能，在我國一些水廠已有應(yīng)用。高錳酸鹽的直接氧化作用對不飽和鍵及某些特征官能團(tuán)的有機(jī)物具有良好氧化作用新生態(tài)二氧化錳的氧化、催化、吸附以及絮凝核心作用

新生態(tài)二氧化錳具有大量比表面積和羥基，可以吸附有機(jī)物。中間產(chǎn)物對有機(jī)物去除具有催化作用。高錳酸鹽與其它組分的協(xié)同作用天津某水廠采用高錳酸鉀預(yù)氧化時的助凝作用預(yù)高錳酸鹽氧化技術(shù)的局限性對異嗅味物質(zhì)和致突變性物質(zhì)等有機(jī)物去除效果存在爭論高錳酸鉀時劑量無法控制，處理后的出水可能會有顏色高錳酸鉀價格較高預(yù)高鐵酸鹽氧化技術(shù)高鐵酸鹽是一種強(qiáng)氧化劑，其標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氧化勢高達(dá)2.2V。優(yōu)點(diǎn)：對低溫低濁水有顯著的助凝作用和優(yōu)良的除藻作用；高鐵酸鹽預(yù)氧化對水中微量有機(jī)污染物有良好地去除效果；高鐵酸鹽預(yù)氧化還對水中微量鉛、鎘等重金屬有明顯的去除作用，重金屬在水中的水解狀態(tài)是影響微量重金屬去除的重要因素，水解后的重金屬容易被高鐵酸鹽還原后產(chǎn)物吸附去除；高鐵酸鹽氧化與其分解后形成的水解產(chǎn)物吸附的協(xié)同作用是高鐵酸鹽預(yù)氧化能夠有效的去除水中污染物的重要原因；采用先進(jìn)行高鐵酸鹽預(yù)氧化,明顯優(yōu)于高錳酸鉀和氯預(yù)氧化效果，且從二次污染角度考慮，高鐵酸鹽預(yù)氧化后,自身分解產(chǎn)生氫氧根離子和分子氧，其對水質(zhì)無副作用。

高鐵酸鹽預(yù)氧化與預(yù)氯化除藻效果比較某市富營養(yǎng)化水高鐵酸鹽氧化試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用前景

高鐵酸鹽正以其獨(dú)特的水處理功能吸引越來越多的學(xué)者研究其設(shè)備及應(yīng)用開發(fā)，制備工藝不斷優(yōu)化，產(chǎn)品純度和產(chǎn)率逐漸提高，應(yīng)用領(lǐng)域逐步拓寬，但目前尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，具有十分廣闊的開發(fā)前景。預(yù)過氧化氫氧化技術(shù)1

過氧化氫的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位（僅次于臭氧高于高錳酸鉀、次氯酸和二氧化氯，能直接氧化水中有機(jī)污染物和構(gòu)成微生物的有機(jī)物質(zhì)。其本身只含氫和氧兩種元素，分解后成為水和氧氣，使用中不會引入任何雜質(zhì)；在飲用水處理中過氧化氫分解速度很慢，同有機(jī)物作用溫和，可保證較長時間的殘留消毒作用；又可作為脫氯劑（還原劑），不會產(chǎn)生有機(jī)鹵代物。因此，過氧化氫是較為理想的飲用水預(yù)氧化劑和消毒劑。目前過氧化氫預(yù)氧化常用于水中澡類、天然有機(jī)物和地下水中鐵、錳的去除。預(yù)過氧化氫氧化技術(shù)2但單獨(dú)使用時反應(yīng)速度很慢，對有機(jī)物去除作用不顯著，在不同pH條件下，過氧化氫氧化有機(jī)物的能力差異很大，低pH時具有較強(qiáng)的氧化性;難以將天然有機(jī)物進(jìn)行徹底氧化，而主要在一定程度上改變了有機(jī)物的構(gòu)造，具有較強(qiáng)的助凝作用；實(shí)際應(yīng)用時主要與其它催化劑結(jié)合，進(jìn)行高級氧化。某市富營養(yǎng)化水過氧化氫氧化試驗(yàn)結(jié)果過氧化氫預(yù)氧化處理漢江水中試試驗(yàn)研究

預(yù)臭氧氧化技術(shù)臭氧自1876年被發(fā)現(xiàn)具有很強(qiáng)的氧化性之后，就得到了廣泛的研究與應(yīng)用，尤其是在水處理領(lǐng)域。1906年法國開始使用臭氧對飲用水進(jìn)行消毒，到20世紀(jì)60年代末臭氧開始用于飲用水原水預(yù)氧化，發(fā)展到今天臭氧預(yù)氧化用于水處理過程已是比較成熟的技術(shù)，但在使用過程中仍存在一些問題，且單獨(dú)氧化處理效果不十分理想，仍需同其它工藝結(jié)合，以體現(xiàn)其優(yōu)勢。臭氧在常溫常壓下是一種不穩(wěn)定、具有特殊刺激性氣味的淺藍(lán)色氣體，需直接在現(xiàn)場制備使用。中試規(guī)模預(yù)臭氧氧化實(shí)驗(yàn)裝置圖臭氧在水中可能引起的反應(yīng)臭氧去除污染物的機(jī)理

通常臭氧作用于水中污染物有2種途徑：直接氧化：即臭氧分子和水中的無機(jī)污染物直接作用。在此過程中，臭氧能氧化水中的一些大分子天然有機(jī)物，如腐殖酸、富里酸等；同時臭氧也能氧化一些揮發(fā)性有機(jī)污染物和一些無機(jī)污染物，如鐵、錳等。直接氧化通常具有一定選擇性，即臭氧分子只能與水中含有不飽和鍵的有機(jī)污染物或無機(jī)成分作用。間接氧化：一部分臭氧分解產(chǎn)生羥基自由基與水中有機(jī)物作用，間接氧化具有非選擇性，在任何pH條件均能將水中多種有機(jī)物氧化為無機(jī)物，如造成水體色、臭和味的腐殖質(zhì)，酚、氨氮、鐵、錳和硫等還原物質(zhì)。直接氧化與間接氧化反應(yīng)速率比較臭氧去除污染物的影響因子

常用來進(jìn)行殺菌消毒、除臭、除味、脫色，去除鐵、錳，氧化分解有機(jī)物和絮凝作用等,在飲用水處理中有著廣泛的應(yīng)用。研究表明，臭氧預(yù)氧化對水質(zhì)的綜合作用結(jié)果取決于臭氧投量、氧化條件、原水PH值和堿度以及水中共存有機(jī)物與無機(jī)物種類與濃度等一系列影響因素。臭氧預(yù)氧化的作用1－降低色度脫色的機(jī)理：臭氧及其產(chǎn)生的活潑自由基OH使染料發(fā)色基團(tuán)中的不飽和鍵（芳香基或共軛雙鍵）斷裂生成小分子量的酸和醛，生成了低分子量的有機(jī)物，從而導(dǎo)致水體色度顯著降低；臭氧可氧化鐵、錳等無機(jī)有色離子成難溶物；臭氧的微絮凝效應(yīng)還有助于有機(jī)膠體和顆粒物的混凝，并通過過濾去除致色物。臭氧預(yù)氧化的作用2－降低THMs

臭氧氧化后水中由TOC代表的有機(jī)物總量的變化并不明顯，表明臭氧氧化一般很難將有機(jī)物礦化為無機(jī)物，而主要改變了有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，轉(zhuǎn)化水中的大分子有機(jī)物，從而降低了THMs的生成勢。臭氧預(yù)氧化的作用3－提高可生物降解性臭氧氧化后的有機(jī)物隨著分子量的降低，羥基、羧基等所占比例增大，有機(jī)物的生物降解性能得到明顯改善。大量研究表明：具有非飽和構(gòu)造的有機(jī)物難以生物降解，而具有飽和構(gòu)造的有機(jī)物有較好的生物降解性能。臭氧預(yù)氧化的作用4－除藻臭氧具有很好的殺藻效果，歐美一些發(fā)達(dá)國家近年陸續(xù)采用臭氧預(yù)氧化除藻。臭氧預(yù)氧化作用：溶裂藻細(xì)胞和殺藻臭氧預(yù)氧化的作用5-除味水中的嗅味主要由澡類、放線菌、真菌以及氯酚引起，臭氧能夠有效降低這些致嗅物的濃度。臭氧預(yù)氧化的作用6-助凝作用

臭氧對地表水有一定的助凝作用，但在大多說情況下只有在低劑量條件下（如0.5-1mg/L)才會有助凝作用臭氧預(yù)氧化的作用7-去除合成有機(jī)化合物通過臭氧反應(yīng)可以降解多種有機(jī)微污染物，其中包括脂肪烴及其鹵代物、芳香族化合物、酚類物質(zhì)、有機(jī)胺化合物、染料和有機(jī)農(nóng)藥等。某市富營養(yǎng)化水臭氧氧化試驗(yàn)結(jié)果臭氧氧化副產(chǎn)物－溴酸鹽隨著現(xiàn)代分析檢測技術(shù)的進(jìn)步和衛(wèi)生毒理學(xué)研究的進(jìn)展，臭氧氧化副產(chǎn)物對健康的影響及有害副產(chǎn)物的控制技術(shù)已引起了水處理研究者的關(guān)注。含有Br-的原水經(jīng)過臭氧氧化后生成一種可能對人體具有致癌性的溴酸根離子(BrO3-)，動物試驗(yàn)確認(rèn)其具有致癌性，微生物試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其具有致突變性。世界衛(wèi)生組織(WHO)建議飲用水中BrO3-

的最大濃度不能超過25μg/L，而美國和歐洲則規(guī)定飲用水中BrO3-的最大濃度不能超過10μg/L，我國建設(shè)部城鎮(zhèn)供水行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定飲用水中BrO3-的最大濃度不能超過10μg/L。溴酸鹽形成的兩種反應(yīng)途徑

BrO3-的生成量的主要影響因素

目前已知的影響臭氧氧化過程中BrO3-的生成量的主要因素有：原水中Br-濃度、可溶性有機(jī)碳(DOC)濃度、氨氮濃度、pH、無機(jī)碳（堿度）、臭氧投加量、接觸反應(yīng)時間及水溫。BrO3-的生成量隨著原水中Br-濃度、pH、無機(jī)碳濃度（堿度）、臭氧投加量、接觸反應(yīng)時間及水溫的升高而增加，而DOC和氨氮濃度的升高能降低BrO3-的生成量。黃河水臭氧氧化時溴酸鹽生成情況以前資料表明：在典型臭氧投加量條件下通過臭氧氧化后將約有20%的Br-轉(zhuǎn)化生成BrO3-。本試驗(yàn)中雖然原水中Br濃度高達(dá)200μg/L，但在典型臭氧投加量條件下（0.5~2mg/L）臭氧氧化生成的溴酸鹽濃度低于15μg/L，其原因尚不十分清楚。討論專題1介紹某一類預(yù)氧化處理技術(shù)在國內(nèi)外研究和應(yīng)用進(jìn)展，包括其原理、優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用前景和發(fā)展方向，并比較其在飲用水和污水處理中技術(shù)參數(shù)等的異同（附代表性參考文獻(xiàn)）。Thanksforyourattention!第2部分飲用水高級氧化技術(shù)高級氧化技術(shù)

高級氧化技術(shù)在國際水協(xié)(IWA)第三屆“前沿技術(shù)”國際會議上已被確定為未來飲用水處理主流技術(shù)。高級氧化技術(shù)的研發(fā)工作已持續(xù)了近30年，在飲用水處理中主要用于去除原水中的天然有機(jī)物和農(nóng)藥殘留物等微量有機(jī)物。高級氧化技術(shù)研究雖然已相當(dāng)成熟,但是目前仍然不能確定它們在水處理工藝中究竟應(yīng)處于哪些環(huán)節(jié)和具體位置。實(shí)際上,這也是高級氧化技術(shù)難以工程應(yīng)用的主要原因。

高級氧化技術(shù)的特點(diǎn)

以產(chǎn)生自由基為主體的高級氧化技術(shù)(Advancedoxidationprocesses，AOPs)，利用高活性自由基（主要為·OH）進(jìn)攻大分子有機(jī)物并與之反應(yīng)，從而破壞有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)達(dá)到氧化去除有機(jī)物的目的，實(shí)現(xiàn)高效的氧化處理。與其它氧化法相比,高級氧化過程具有以下特點(diǎn):1產(chǎn)生大量非?；顫姷摹H自由基，·OH是反應(yīng)的中間產(chǎn)物，可誘發(fā)后面的鏈反應(yīng)；2反應(yīng)速率常數(shù)大，·OH自由基非?；顫?；3·OH無選擇直接與水中的有機(jī)污染物反應(yīng)將其降解為二氧化碳、水和無機(jī)鹽，不會產(chǎn)生二次污染；4由于它是一種物理－化學(xué)處理過程，很容易加以控制，以滿足處理需要；5它既可作為單獨(dú)處理，又可與其它處理過程相匹配，如作為生化處理的前、后處理，可降低處理成本。.OH的3種氧化機(jī)理

高級氧化技術(shù)在飲用水安全保障中的作用

脫色、除臭農(nóng)藥污染處理去除其它微量有機(jī)物（多氯聯(lián)苯、六氯苯、三鹵甲烷和四氯化碳、三氯乙烯(TCE)和四氯乙烯(PCE)苯化合物、鄰二氯硝基苯、2-甲基異丁醇等）去除內(nèi)分泌干擾物去除天然有機(jī)物，控制DPBs保障飲用水生物安全性高級氧化技術(shù)的種類O3/H2O2O3/UVH2O2/UVO3/H2O2/UVTiO2/UVO3/MnH2O2/固體催化劑H2O2/MnH2O2/NaClOO3/H2O2技術(shù)試驗(yàn)流程圖碘化鉀溶液O3/H2O2技術(shù)機(jī)理－誘發(fā)反應(yīng)

O3/H2O2技術(shù)去除效果的主要影響因子O3/H2O2摩爾比溶液pH值水溫不同水質(zhì)O3/H2O2摩爾比對污染物去除效果的影響溫度對污染物去除效果的影響O3/H2O2技術(shù)應(yīng)用O3/H2O2高級氧化技術(shù)處理被汽油中的MTEB（甲基叔丁基醚）污染過的地表及地下水被證明是一種較有前途方法。在天然水的預(yù)臭氧化處理過程中，應(yīng)用O3/H2O2技術(shù)，提高H2O2的比例，使得在H2O2條件下形成Br而減少HOBr-/BrO-的生成，從而減少溴酸鹽的形成，減少對人的危害。O3/H2O2技術(shù)應(yīng)用O3/H2O2是在飲用水中應(yīng)用較廣泛的氧化技術(shù)。O3和H2O2本身均具有較強(qiáng)的氧化性,能去除一定的有機(jī)物,而二者的聯(lián)合使用,除了各自自身氧化作用外,還可通過產(chǎn)生·OH產(chǎn)生氧化降解作用,大大提高氧化效率。Glaze等指出，一旦OH·在溶液中生成，它會無選擇地與溶液中各種污染物反應(yīng)，將其氧化為二氧化碳和水或者其他無害物，自由基反應(yīng)速率很快，因此，處理費(fèi)用很低，它是一種很有發(fā)展前途的高級氧化技術(shù)。但是最佳O3/H2O2摩爾比對污染物降解的影響是個有爭議的問題。雖然理論上摩爾比應(yīng)為0·5，但由于受到天然水中一些復(fù)雜成分以及具體工藝參數(shù)的影響，過氧化氫和臭氧的最優(yōu)摩爾比勢必會與理論中的計(jì)算值有所不同。因?yàn)楫a(chǎn)生副作用造成二次污染而影響了該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用?，F(xiàn)在水廠常將該技術(shù)作為應(yīng)急措施使用。在天然水的預(yù)臭氧化處理過程中，應(yīng)用O3/H2O2技術(shù)，提高H2O2的比例，使得在H2O2條件下形成Br而減少HOBr-/BrO-的生成，從而減少溴酸鹽的形成，減少對人的危害。光催化高級氧化

紫外光輔助高級氧化技術(shù)是近30余年才進(jìn)行研究的新技術(shù),它一般是將紫外光輻射(UV)和氧化劑或催化劑(如O3、H2O2、Fenton試劑或半導(dǎo)體材料等)結(jié)合使用的方法。在紫外光的激發(fā)下,產(chǎn)生氧化能力更強(qiáng)的游離基(如·OH基)大大提高反應(yīng)速率和氧化能力,可以降解許多單用常規(guī)氧化劑無法完全分解的污染物。光助氧化技術(shù)具有氧化能力強(qiáng),選擇性小,反應(yīng)速度快,能有效減少三鹵代甲烷類副產(chǎn)物,處理效率高而被認(rèn)為是很有前途的高級氧化技術(shù)。O3/UV技術(shù)機(jī)理O3/UV技術(shù)試驗(yàn)的流程圖O3/UV技術(shù)應(yīng)用亞硝基二甲胺硝基苯六氯苯O3/UV技術(shù)對六氯苯的去除

O3/UV技術(shù)對TOC的去除H2O2/UV技術(shù)機(jī)理H2O2/UV技術(shù)對鄰苯二甲酸二甲酯的去除效果影響H2O2/UV氧化反應(yīng)的主要因素有機(jī)物初始濃度H2O2用量反應(yīng)溫度反應(yīng)時間光強(qiáng)度H2O2/UV技術(shù)應(yīng)用H2O2/UV用于飲用水深度凈化現(xiàn)還處于試驗(yàn)室研究階段，為使其盡早得到應(yīng)用，應(yīng)更深入研究影響氧化作用的因素、氧化效果，以及有機(jī)物降解反應(yīng)的動力學(xué)原理，并對有機(jī)物的降解途徑及中間產(chǎn)物進(jìn)行深入研究，為其在飲用水深度凈化工程中的應(yīng)用提供技術(shù)支持。O3/H2O2/UV－－原理在紫外光的照射下，能夠迅速產(chǎn)生羥基自由基(·OH),·OH的產(chǎn)生機(jī)理如下:O3/H2O2/UV－－應(yīng)用與UV/O3過程相比，由于H202的加入對·OH的產(chǎn)生有協(xié)同作用，對有機(jī)污染物的降解率更高，反應(yīng)速率也更大，紫外線激發(fā)下,O3和H202的協(xié)同作用對有機(jī)污染物具有更廣譜的去除效果。。既可用于水處理的全程處理也可用于與其它工藝結(jié)合的預(yù)處理或凈化步驟，在受污染地下水等方面得到應(yīng)用，可以氧化多種農(nóng)藥，如PCP,DDT.，TNT,鹵代(CHC13,PCE等)，硝基苯，苯磺酸等。UV/03/H202體系可通過多種反應(yīng)機(jī)理產(chǎn)生輕基自由基，對于成分復(fù)雜的廢水、有顏色或渾濁廢水，特別有效，適用的pH值范圍廣范。O3/H2O2/UV－－應(yīng)用Zeff在1988年申請了O3/H2O2/UV法去除多種有機(jī)物的專利。在處理受到一氯甲烷、二氯甲烷、1,1-二氯乙烷、四氯乙烯、苯、氯苯、甲苯等污染的地下水時,1h內(nèi)對TOC的去除率達(dá)98%。不同工藝對鄰苯二甲酸二甲酯的去除效果

TiO2/UV高級氧化技術(shù)1976年C