臭氧-过氧化氢体系处理含苯酚废水的探究*
2023-08-21王新典王韶峰周柯沁
云南化工 2023年8期
王新典,王韶峰,匡 佳,周柯沁
(江苏开放大学,江苏 南京 210000)
臭氧和过氧化氢均为常用的废水处理氧化剂,将其耦合在一起,可形成高性能的氧化体系。苯酚是废水中较为多见的有机污染物,为了探索臭氧-过氧化氢氧化体系对该污染物的降解性能,在不同条件下开展实测。
1 臭氧-过氧化氢高级氧化法应用原理
臭氧(O3)和过氧化氢(H2O2)均为氧化剂,在有机废水处理中应用广泛,其各自的氧化原理如下:
1)O3的氧化原理
在水溶液中,O3可通过亲电取代反应、偶极加成反应处理有机污染物。单纯使用O3处理有机污水时存在一定的缺陷,主要问题为水溶解度差、利用率不足,因而需要增加辅助性措施,如借助生物活性炭、膜材料提高其在污水中的溶解含量[1]。
2)H2O2的氧化原理
过氧化氢分子中存在过氧键,其氧原子为负一价,介于O2和H2O之间,因而兼具氧化性和还原性。在碱性溶液环境下,H2O2能够以较快的速度发生化学反应,氧化有机污染物,Fe2+、Mn2+、Cr3+、Cu2+均可加速H2O2的分解速度,增强其在溶液中的氧化能力[2]。以常用的Fenton氧化试剂为例,其溶液中的氧化性物质为Fe2+和H2O2。
3)臭氧-过氧化氢高级氧化法
臭氧-过氧化氢氧化体系属于高级氧化技术,二者相结合的氧化能力强于O3或H2O2的单一作用。该氧化体系是在H2O2氧化试剂中通入O3,进而产生浓度较高的羟基自由基,从而形成很强的氧化能力。因此,臭氧-过氧化氢氧化体系的氧化能力主要来自于·OH。表1为O3、H2O2、·OH的氧化电位对比结果。

表1 O3、H2O2、·OH的氧化电位
从表1中可知,·OH的氧化电位明显高于O3和H2O2[3]。……
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