¿Qué es la tecnología de oxidación avanzada?
Gaze et al. denominaron proceso AOP al proceso de oxidación que utiliza radicales hidroxilo como oxidante principal durante el tratamiento del agua, y cuando se utiliza en el tratamiento del agua se denomina método AOP. Los procesos típicos de AOP homogéneos incluyen O3/UV, O3/H2O2, UV/H2O2, H2O2/Fe2+ (reactivo de Fenton), etc. El tratamiento con ozono a pH alto también puede considerarse un proceso de AOP, y cierta oxidación fotocatalítica también es un proceso de AOP.
La característica más significativa del método de oxidación avanzada es que los radicales hidroxilo se utilizan como oxidante principal para reaccionar con la materia orgánica. Los radicales orgánicos generados en la reacción pueden seguir participando en la reacción en cadena del HO. o generar radicales peróxido orgánicos. Posteriormente, se lleva a cabo la reacción de descomposición oxidativa hasta que se degrada en los productos finales CO2 y H2O, logrando así el propósito de descomposición oxidativa de la materia orgánica. En comparación con otros métodos tradicionales de tratamiento de agua, el método de oxidación avanzada tiene las siguientes características: genera una gran cantidad de radicales hidroxilo muy activos y su capacidad oxidante (2,80v) es superada solo por el flúor (2,87). Como producto intermedio de la reacción, puede inducir una reacción en cadena posterior. Las constantes de velocidad de reacción de los radicales hidroxilo y diferentes sustancias orgánicas varían mucho. Cuando hay muchos contaminantes en el agua, una sustancia no se degradará y la otra permanecerá básicamente sin cambios; Ho no puede reaccionar selectivamente directamente con los contaminantes en las aguas residuales para degradarlos en dióxido de carbono, agua y sustancias inofensivas, y no producirá. Contaminación secundaria; los métodos de oxidación química ordinarios no pueden lograr directamente el propósito de eliminar completamente la materia orgánica y reducir el TOC y la DQO debido a la mala capacidad de oxidación y la reacción selectiva. Sin embargo, los métodos de oxidación avanzados básicamente no tienen este problema. Los productos intermedios en el proceso de oxidación pueden continuar reaccionando con los radicales hidroxilo hasta que se oxidan por completo en dióxido de carbono y agua, logrando así el propósito de eliminar completamente el TOC y la DQO. Debido a que es un proceso físico y químico, es fácil de controlar, satisface las necesidades de tratamiento e incluso reduce los contaminantes de nivel 10-9. En comparación con los métodos de oxidación química ordinarios, los métodos de oxidación avanzados tienen velocidades de reacción rápidas. mayor que 109mol-1Ls-1, y puede procesarse en poco tiempo para cumplir con los requisitos de procesamiento dentro del límite de tiempo. Puede usarse como un tratamiento separado o puede combinarse con otros procesos de tratamiento, como el pretratamiento del tratamiento bioquímico, lo que puede reducir los costos del tratamiento.
Los resultados de investigaciones anteriores han confirmado la viabilidad de la oxidación avanzada en el tratamiento de aguas residuales y han demostrado amplias perspectivas de tratamiento en el campo del tratamiento del agua. De hecho, en países extranjeros, especialmente en Europa, la oxidación avanzada se ha utilizado ampliamente en algunos procesos industriales que no son sensibles a los costes económicos. En los últimos años, mi país también ha utilizado la tecnología UV/H2O2 para tratar las aguas residuales de la fabricación de papel y ha logrado avances significativos. Se ha iniciado la investigación sobre sistemas O3/UV para el tratamiento de gases residuales. En los últimos años, los campos de aplicación de los procesos de oxidación avanzados se han ampliado a contaminantes persistentes y difíciles de degradar en el agua. Además, también se están realizando investigaciones sobre nuevos reactores, reactores de flujo impactante y acoplamientos de oxidación avanzados necesarios para los procesos de oxidación avanzados para mejorar aún más la degradación de las aguas residuales y mejorar su efecto de tratamiento. Los procesos de oxidación avanzados también se han utilizado en la desinfección de aguas residuales urbanas, el tratamiento de aguas residuales de hospitales y el tratamiento de aguas residuales de campo. Con la profundización de la investigación sobre la oxidación avanzada, se espera que se utilice ampliamente en más campos en un futuro próximo, y también se generarán nuevas teorías y tecnologías. Aplicación de tecnología de oxidación avanzada en el tratamiento de aguas residuales con pesticidas Hora de actualización: 1-7 14:41 Autor: Zhang Yingmin, Li Kaiming, Zhou Weijian, Wang Wei, Zhang Zhaoyun, Yan Jia Resumen: Una revisión de la tecnología de oxidación avanzada para el tratamiento de aguas residuales con pesticidas, incluyendo catálisis luminosa, método Fenton y oxidación con ozono (O3). Combinado con el progreso de los métodos de tratamiento de aguas residuales con pesticidas, se presentan los logros y problemas existentes en la aplicación de varios métodos de oxidación avanzados y se prospecta la aplicación de métodos de oxidación avanzados en el tratamiento de aguas residuales con pesticidas. Palabras clave: oxidación avanzada; pesticidas; en el tratamiento de aguas residuales de la producción agrícola moderna, los pesticidas desempeñan un papel muy importante en el aumento del rendimiento de los cultivos y la reducción de plagas y enfermedades. China es un importante productor de pesticidas. Desde 2001, la producción anual de pesticidas ha aumentado no menos del 5%. En 2007, la producción nacional de plaguicidas alcanzó 654,38+07300 toneladas, ocupando el puesto 654,38+0 en el mundo. Cada año se vierten en todo el país cientos de millones de toneladas de aguas residuales de producción de pesticidas y la tasa de tratamiento es inferior al 10%. Debido a la alta concentración de materia orgánica en las aguas residuales de pesticidas, los contaminantes son complejos, difíciles de biodegradar y tóxicos, lo que causa un gran daño al medio ambiente [1]. En la actualidad, los principales métodos de tratamiento de aguas residuales de plaguicidas son métodos físicos (adsorción, decapado, separación por gravedad, etc.), métodos bioquímicos (tratamiento biológico aeróbico, tratamiento biológico anaeróbico) y métodos químicos (incineración, oxidación avanzada, etc.) [2 ] .Los métodos físicos no eliminan completamente los contaminantes, sino que sólo cambian la forma y el modo de existencia de los contaminantes; la aplicación de métodos bioquímicos comenzó muy temprano en China. En la década de 1980, algunos estudiosos utilizaron microorganismos para degradar pesticidas organofosforados [3]. Sin embargo, los métodos bioquímicos todavía tienen problemas como el largo tiempo de procesamiento y la baja eficiencia, lo que limita su desarrollo posterior.
El método de oxidación avanzado en métodos químicos puede producir fuertes radicales hidroxilo (OH) oxidantes, que en última instancia oxidan los contaminantes orgánicos en dióxido de carbono, agua y sales minerales. En los últimos años, tiene las ventajas de un tiempo de tratamiento corto y ninguna selectividad. El desarrollo es rápido. Las tecnologías de oxidación avanzadas comúnmente utilizadas incluyen la fotocatálisis, el proceso Fenton, la oxidación con ozono (O3), la oxidación catalítica húmeda (CWAO), etc. Estas tecnologías se pueden utilizar solas o en combinación, y también se pueden utilizar como procesos de pretratamiento de aguas residuales de pesticidas. Este artículo presenta brevemente la tecnología avanzada de tratamiento de oxidación para aguas residuales de pesticidas que actualmente se usa ampliamente. 1 Método de oxidación fotocatalítica La reacción de oxidación química bajo la acción de la radiación luminosa se puede denominar oxidación fotocatalítica. Las reacciones fotoquímicas requieren el uso de diversas fuentes de luz artificiales o naturales. Los catalizadores son sustancias muy importantes en las reacciones fotocatalíticas y la mayoría de los catalizadores son materiales semiconductores. Los fotocatalizadores comunes incluyen TiO2, ZnO, SnO2 y Fe2O3 [5]. Se han realizado estudios relevantes sobre la degradación fotocatalítica de aguas residuales de pesticidas. JARNUZI[6] et al. utilizaron TiO2 suspendido como catalizador para tratar el pesticida pentaclorofenol (PCP) mediante oxidación fotocatalítica y dedujeron los pasos para la degradación fotocatalítica del PCP. Ge Fei et al. [7] utilizaron un reactor de piscina poco profundo con membrana de TiO2_2 para tratar aguas residuales de pesticidas metamidofos. Los resultados muestran que la tasa de eliminación de DQO de las aguas residuales del pesticida metamidofos después del tratamiento bioquímico alcanza el 85,64%, alcanzando el estándar de primer nivel en la norma nacional integral de descarga de aguas residuales, mientras que la tasa de eliminación de fósforo orgánico alcanza el 65.438+000%, lo que muestra la reacción de oxidación fotocatalítica. Buenas capacidades de manejo. Aunque la degradación fotocatalítica de aguas residuales de pesticidas tiene las ventajas de un tiempo de degradación corto y una alta eficiencia, también tiene la desventaja de una baja utilización de fuentes de luz. La tecnología de oxidación fotocatalítica combinada con otras tecnologías de oxidación avanzadas puede mejorar la eficiencia del tratamiento y fortalecer las capacidades de oxidación, lo que ha atraído la atención de los investigadores en los últimos años. Jing Guohua et al. [8] utilizaron tecnología UV/Fenton para tratar aguas residuales de pesticidas triazofos. Los resultados muestran que cuando Fe2+:H2O2 es 1:20, el efecto de la fotólisis es mejor, la constante de velocidad de reacción es 0,03 min-1 y la tasa de eliminación de DQO puede alcanzar el 90%. Peng·[9] y otros utilizaron el método UV/TiO_2/Fenton para degradar las aguas residuales del pesticida triclorfón. Cuando la concentración del pesticida triclorfón es 0,1 mmol/L, la concentración másica de TiO_2 es 2 g/L, la dosis de Fe3+ es 0,10 mmol/L, la dosis de H2O2 es 2 mmol/L y el tiempo de iluminación es 2 h, el triclorfón el pesticida se degrade. En el entorno ácido de la oxidación de Fenton, los reactivos de Fenton pueden producir OH altamente activo con un potencial de oxidación de hasta 2,8 V, que puede sufrir reacciones de adición electrófila, deshidrogenación, sustitución y transferencia de electrones con compuestos orgánicos, degradando así los contaminantes orgánicos. Yang Xinping [10] y otros utilizaron el reactivo de Fenton para tratar aguas residuales de pesticidas organoclorados con una DQO de 1,29×104 mg/L, y las tasas de eliminación de DQO y croma fueron del 47,8 % y 84,4 % respectivamente. Zhu [11] et al. utilizaron el método Fenton para tratar aguas residuales de pesticidas. En el experimento, la dosis de H2O2 fue de 50 mol/L y la proporción de Fe2+:H2O2 fue de 1:10. Después de 2 horas de tratamiento, la tasa de eliminación de DQO puede alcanzar el 68,07% y la tasa de eliminación de croma puede alcanzar el 90,65438. La reacción de Fenton también tiene desventajas [12].
En primer lugar, sólo tiene lugar en condiciones ácidas (pH