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光催化氧化法是近幾十年發(fā)展起來的一種深度氧化技術。它是將特定光源與催化劑聯(lián)合作用對有機廢水進行降解處理的過程。近年來已廣泛應用于各類難降解有機廢水的實驗研究,其機理是當光敏化半導體(催化劑)吸收的光能高于其禁帶寬度的能量時會激發(fā)產生自由電子和空穴,空穴與水、電子與溶解氧反應,分別產生ｈｏ·和ｏ2-,由于ｈｏ·和ｏ2-都具有強氧化性,因而促進了有機物的降解。

常溫常壓催化氧化工藝

1、催化氧化

催化氧化是一種新型高效的催化氧化技術，其原理就是在污水與催化劑表面接觸的情況下，利用強氧化劑—二氧化氯在常溫常壓下催化氧化廢水中的有機污染物，將大分子有機污染物氧化成小分子有機污染物，直至氧化成co2，降低了污水的cod值，較好地去除了有機污染物。在降解cod 的過程中，將有機物的雙鍵打斷，苯環(huán)類開環(huán)，發(fā)色基團隨之脫離。如偶氮基 和磺酸基團等，從而達到脫色的目的。同時也有效地提高了bod/cod值，使之易于生物降解。這用二氧化氯作氧化劑的催化氧化反應，打開了一些高濃度、高毒性、高色度、高含鹽量廢水在常規(guī)予處理后與生化處理之間的瓶頸，有些廢水可直接催化氧化后達到排放標準。

2、催化氧化工藝的優(yōu)點

常溫常壓以clo2為氧化劑的催化氧化工藝具有下列特點：

催化氧化反應是在常溫常壓下進行，反應條件溫和，設備易加工，投資低廉，操作也較穩(wěn)定。

采用clo2作氧化劑，氧化能力強，是氯的2.6倍，對有機物的降觧以生成含氧基團的小分子為主，不產生鹵代烴等二次污染物，氧化后污水無返色現(xiàn)象。

采用化學法現(xiàn)埸制備二氧化氯，制備簡便，殘液作堿性污水調節(jié)ph用，對投資和運行費用相對較低。

催化劑制備方法可靠，流失率低，使用壽命較長，無重金屬污染。催化氧化反應器效率高，工藝流程短小，占地面積少，對污水適應性強，既可以降解有機物，又可以處理含硫化物、鐵、錳等無機物。

3、氧化劑的性質（二氧化氯）

二氧化氯氧化劑是一種黃綠色氣體，具有氯相似的刺激氣味，沸點為11℃，二氧化氯易溶于水，溶解度為氯的5倍，溶于水后隨濃度的提高顏色由黃綠色變?yōu)槌燃t色。與氯不同，二氧化氯在水中以純粹的溶解氣體存在，不易發(fā)生水解反應。二氧化氯在空氣中或水中，遇較高溫度和光照下都會發(fā)生分解，放出氧。二氧化氯具有較強的氧化能力，其氧化還原電位e0=-1.50v，在氧化過程中，正四價[cl]變成負一價[cl],有5個電子的轉移，它的理論氧化能力是氯的2.63倍。二氧化氯分子有19個階電子，有一個未成對的電子，本身就象一個游離基，可以激活有機物分子中的活潑氫，生成進一步氧化反應的自由基，從而進一步反應將芳烴上的官能團取代下耒，生成不穩(wěn)定的中間體，易于發(fā)生開環(huán)裂解，直至完全分解為無機物。例如苯環(huán)類的有機物，降解趨勢為：芳烴化合物→苯環(huán)烴基化→開環(huán)生成羧酸→二氧化碳。基于這一氧化機理，以二氧化氯作氧化劑的催化氧化反應中，對含有苯環(huán)化合物的廢水有相當好的降解作用，cod去除率相當高，bod/cod增大，可生化性提高的原因之所在。