一、常用氧化物质的氧化电位   

高级氧化的特点是产生氧化能力强的羟基自由基为特征,这里我们研究讨论废水处理广义上的高级氧化技术,即能够氧化废水中的有机物的所有技术手段。

不同的氧化剂,氧化能力是不一样。国标法中采用铬法测COD,采用的就是用重铬酸钾 Cr2O72- 做氧化剂的,可是其氧化电位仅仅有1.33V,有些特征污染物,如吡啶、蒽醌等杂环类有机物就不能被氧化(他们被氧化的电位远高于1.33V),测出的COD值就不能代表真实的COD数值,这些物质被更强的氧化剂(如氧化电位高的羟基自由基氧化)氧化后,COD就可能被测的更接近真实值,还可能测出的COD比原始的更高,因为废水中大分子杂环有机物,被氧化成了小分子有机物,或高分子有机被改性了,可以被氧化了。

二、高级氧化技术的分类

根据氧化剂产生的物理化学方式,我们根据多年的工程实践,大体上可以把废水处理高级氧化技术分类为以下几种:

(一)化学氧化、化学催化氧化

1、氯(ClO2、NaClO2)

2、芬顿(Fenton)

3、双氧水(H2O2)

4、臭氧(O3)

(二)电化学氧化、电催化氧化

1、阳极溶出型——微电解、电絮凝

2、阳极不溶出型——电催化、多维电催化

3、电芬顿

(三)光化学氧化、光催化氧化

紫外、臭氧、超声波、过氧化氢协同氧化,二氧化钛作为光催化的催化剂

(四)催化氧化、催化空气氧化

1、超临界氧化(SCWO)

2、催化湿式氧化(CWO)

3、湿式空气氧化(WAO)
(五)射线、电子等高能物理

1、等离子体

2、电子束

3、微波协同

4、γ射线

三、高级氧化效果的评估

高级氧化(AOPs)的性能衡量是个复杂的问题

若是对氧化效果进行衡量,工程上可以采用以下方式:

(一)若是对某些特定的特征污染物进行氧化,如苯胺、甲苯、呋喃,则直接检测特征污染的变化情况;

(二)若是对废水的COD进行检测,也能够反应氧化程度,则直接检测COD,这种方式比较简单,但是结果却不能直接作为废水生物毒性和可生化性的依据;

(三)若是采用氧化剂进行废水的氧化,测定氧化剂的氧化电位,也是一种参考方式;

(四)若是对废水进行高级氧化的预处理,检测高级氧化后废水的可生化性,那么检测衡量的方式就比较难,一般可以测生化需氧量BOD5,也可以采用活性污泥呼吸抑制测试(类似于BOD5),还可以采用鱼类急性毒性测试,来检测生物毒性是否通过氧化得到有效控制。

高级氧化后工业废水的生物毒性检测是一个重要的评估结果,即可生化性得到提高,B/C比是否大于0.3,关键是废水的生物毒性是否得到控制。

      高级氧化对废水处理的效能,要靠废水生物毒性检测来评估

废水毒性鉴定评价包括三大类污染物,即挥发性物质、金属、有机物。我国目前仍没有完整的工业废水毒性测试方法体系和毒性排放控制标准。本文的观点来公司工程实践和积累。可生化性检测,是污染控制和废水处理工艺可行性研究的关键步骤。

     生物毒性监测的意义。工业废水(尤其是化工,如制药工业中的化学合成制药)的生物毒性是一系列有毒物质的混合物。理化分析只能测定单项毒物的浓度及超标情况,无法反映污染物的生物学毒性及综合累计效果,生物毒性检测能连续监测污染物对环境的影响。

作为企业级污水处理系统,有毒有机废水的生物毒性检测,对整个物化工艺段、生化工艺段的作用和影响是关键的。只有生物毒性控制住了,系统的运行才有可能得到基本保障。而生物毒性和可生化监测,是污水处理系统的运营过程中的关键管理程序。

生物毒性检测和可生化性评估是一个复杂的交叉学科领域,生物毒性和可生化性检测指标很多,选择很重要。生物毒性指标能够用来很好地评价和控制废水中化学污染物的综合危害,保障废水在生物处理工艺中的稳定运行,防止污染物危害水生生态环境。本文所指生物毒性,特指污水处理系统中废水对活性污泥中的生物菌种的生物毒性,该生物毒性抑制生物菌种代谢生长,是污水系统生化工艺正常运营的必要条件。生物毒性的检测指标比较多,生物毒性检测按毒性指标类别不同,可分为急性毒性检测、慢性毒性检测、遗传毒性检测和内分泌干扰性检测。主要如下表格所示:

 四、高级氧化设备和产品   

废水处理高级氧化技术AOPs和产品(二)的各章节,主要分析了AOPs技术分类和高级氧化后,处理效果的评估方法。后续章节,将重点介绍南京汉志旗科技有限公司研发生产的高级氧化产品,以及这些产品的工程化应用。

(未完待续)