用臭氧和过氧化氢氧化
在高pH值的臭氧氧化有机化合物过程中,会发生一些链式反应,产生羟基自由基等。自由基根据反应(4)和(5)都负责有机物的氧化,但单独的臭氧也能引起有机物的分解[58]。臭氧氧化pH值高;因此,碳酸盐离子会干扰这一过程,因为它们是自由基的清道夫。的讨论中描述了这一点芬顿试剂.对于COD为900-2100 mg/L的垃圾渗滤液,臭氧剂量包括在1.8-3.5 g O3/g COD范围内。它们可以去除25-90%的COD和AOX[67]。
光解增强臭氧氧化也是一种非常有效且效果良好的方法。当臭氧剂量为1.6 g O3/g COD时,可达到80%的化学需氧量和AOX的降低。该方法为生物处理渗滤液的COD值降低至60 mg/L以下和AOX低于70 pg/L提供了技术可能性[68]。它还可以去除100%的苯酚,23-96%的碳氢化合物和联苯,以及74%的二恶英和呋喃[69]。
根据反应(9)到(12)[70]:H2O2^HO2-+H+,臭氧和过氧化氢的结合也会产生游离的羟基自由基
HO2 - + O3 ^ HO2 +或
概括地说,可以写成:H2O2+2O3^2OH+3O2
自由基也可以通过过氧化氢紫外线照射产生,如反应(14)所述:
以及根据反应(15)[17]:Oj + H2Q % Oi + HiOi 20ET”在水环境中的臭氧照射,s
臭氧在紫外线照射下分解为氧和过氧化氢,过氧化氢进一步分解为自由基。此外,根据总结反应(13),过氧化氢与臭氧发生反应,产生另一个额外的自由基。
对生物预处理过的渗滤液应用过氧化氢光解法可去除60-95%的COD和85-90%的AOX。因为氧化是由自由基活性引起的,所以pH值必须为2-4。pH值的降低导致碳酸盐离子HCO3-和CO32-浓度降低,它们是自由基的清除剂。
光解增强过氧化氢氧化的效率取决于发射辐射的能量。然而,能源消耗这取决于所使用的灯的种类。低压灯的能耗在100 ~ 200 kWh/kg COD之间,高压灯的COD去除量在400 ~ 700 kWh/kg之间。由于高压灯只能在技术规模上用于垃圾渗滤液处理,能源消耗高是这种应用方法的一个缺点[67,72]。
生物预处理后的垃圾渗滤液采用化学方法处理,可去除氮和可生物降解的有机化合物。因此,化学处理方法以去除难降解有机化合物为主要目标[72]。然而,高级氧化工艺也有缺点,如表6所示。开发困难可分为以下几类:
•紫外线灯由于沉淀而形成水垢。这削弱了紫外线穿透到反应的地方。
•由于与碳酸盐离子反应导致游离羟基自由基失活,限制了反应速率。
通过对反应器进行升级,即将紫外光源与反应环境分离[69]或增加催化剂制成的床层,加速催化剂表面产生的自由基对吸附有机化合物的矿化[72],从而消除了这些缺点。
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