現在,伝統的な生物処理技術が主に廃水中の有機汚染物質に使用されています.高濃度で安定した化学構造を含む一部の廃水の有効性は理想的ではありません汚染物質は高濃度で毒性があり,複雑な組成物です.主に安定した芳香構造を含んでおり,分解が困難です生物分解性が悪く,廃棄が困難です.バイオリアクターの有機廃棄水 (BROW) の有機汚染物質の除去は,廃水処理の分野で難しいポイントとなっています近年,国内外で,不屈の有機廃棄水の処理方法について多くの研究が行われました.伝統的な水処理方法と比較すると高級酸化プロセス (AOP) は,優れた処理効果,高速,二次汚染なし,広く適用可能な利点のために広く注目されています.先進的な酸化水処理方法は,一般的に以下の特徴を有する.a. 酸化反応の連鎖反応を誘発できる酸化剤として,強い酸化能力を持つ生鮮なヒドロキシル基を大量に使用する.二次汚染を生むことなく,完全に無機有機汚染物質を無機化することができますc. この方法は,水中の異なる濃度の有機汚染物質を酸化させることができ,低濃度の微小有機化合物についても有効である.この方法は,廃棄コストを削減するために,単独または生物分解などの他の方法と組み合わせて使用できます.AOPの詳細な廃棄技術は,従来の先進酸化方法,湿気酸化方法,電気化学酸化方法,廃水から有機汚染物質の除去におけるそれらの応用について詳細に議論されています.
1現在一般的に用いられている先進的な酸化方法には,フェントン方法,O3/UV方法,O3/H2O2方法,およびTiO2光触媒酸化方法が含まれています.オーガニック汚染物質の酸化除去におけるフェントン反応剤の適用は,1960年代に始まりましたエイゼンハウアが水処理でフェノールとアルキルベンゼンを除去するためにFe2+/H2O2を初めて使用したとき.エモラ等が3つの抗生物質を含む廃水を処理するためにフェントン酸化方法を使用した.アモキシシリン3つの抗生物質が特定の条件下で完全に合成可能であり,COD除去率は80%以上であることが判明しましたフェントン反応体の廃棄効率を向上させるため超紫外線 (UV) が導入され,Fe2+の量を減少させ,H2O2を高酸化ヒドロキシル基に合成することを促進する.有機物質をより豊富に無機物質にすることができますアゾ染料の濃度が400mg/Lになると,UVフェントン法により,廃水で95%以上の色消化率を達成できますしかし,この方法は太陽光発電の適用に非常に効果的ではなく,廃棄設備のコストは比較的高い.設備の動作中に高エネルギー消費を伴うO3/UV方法は,複雑な鉄シアン酸塩を含む排水水を処理するために最初にGarison et al.によって適用されました.酸化速度を10~104倍に増加させることがわかりましたJia Quan は,染料廃棄水の処理を停止するために,O3/UV と O3/H2O2 のような先進的な酸化方法を使用しました.結果は,pH値が8で反応時間が2時間であったとき,O3/UVの先進的な酸化技術により 98%の色が消えた染料廃棄水では0.3%とCOD除去率は67.0%である.TiO2ベースの光触媒は,廃棄水処理のための最も一般的に研究されている光触媒である.抗生物質廃棄水の処理のための光触媒酸化方法は,軽度の反応条件の利点があります.徹底的に分解し,強力な適用性がある.抗生物質ロキサシンをシミュレーションした廃水を合成するために光触媒を使用しました実験結果は,光療法の2時間後に,ロキサシンの合成率は92%であったことを示しました.光触媒による酸化は,農薬による排水処理で良い結果を示しています満足のいく降解効率,CODおよびTOC除去率を有する.光触媒酸化方法は,有機廃棄水の処理に一定の利点があります.しかし,主な問題は,触媒の製造コストの高さ,光エネルギーの適用率低さ,より有毒な中間産物の生産の可能性,そして触媒の回収が困難である.だから障害物光触媒酸化方法の応用についてさらなる研究が必要です.
2湿気酸化方法は1950年代に導入され,近年国内外で研究に注目を集めている.日本 と 米国 は 工業用 水処理 に 適用 し て い ます湿気酸化反応も自由基連鎖反応に属し,様々な自由基は有機汚染物質を除去するために酸化剤として使用されます.湿式酸化法では,有機汚染物質を含む廃水と空気や酸素を混ぜます.高温および高圧 (150~350°C,0.5~20MPa) の条件下では,廃水中の有機化合物を酸化します.湿気酸化方法は,汚染物質の完全な酸化と最小限の二次汚染の利点があります.生物分解が難しい汚染物質を効果的に除去できます しかし,この方法には一定の限界もあります.反応は高温と高圧下で停止する必要があります設備の操作システムに大規模な投資を必要とする.したがって,工業用アプリケーションでは一定の制限があります.濡れた酸化反応で適切な触媒は,反応時間を短縮し,反応条件をより容易に達成することができます.利用可能な均質な触媒には,移行金属,貴金属,稀土金属とその酸化物及び塩異質的な触媒リサイクリングは,通常,シリカジェル,活性炭,白藻類,アルミナなどの材料を使用することで,より多くの注意を集めています.様々な種類の活性金属とその酸化物を加載し,催化反応を停止するためのキャリアとして湿気酸化法は,高温および高圧条件下で空気を継続的に導入することによって,農薬廃棄水を処理するために使用されます.廃棄物の有機物質を小分子有機物質に効率的に酸化し 完全に無機化することもできますリン酸を酸化し,有機硫黄化合物は硫黄酸を酸化する.農薬の廃水に加えて,造紙 ストローパルス 黒酒炭ガス廃棄水,スパイス廃棄水なども湿気酸化法で処理できます薬剤などの工業用廃水における有機汚染物質の除去に良い影響を与える3. 電気化学酸化と電触媒酸化は,近年,多くの注目を集めている先進的な酸化方法です. They apply an external electric field and generate strong oxidizing free radicals through a series of electrode reactions inside the reaction installation to stop the oxidation and degradation of organic pollutants in sewage低毒性小分子の中間製品に変換し,最終的に完全に無機になります.効率的な触媒性能を持つ電極の開発は,電触媒酸化研究の最も重要な側面である.現在,炭素電極,非金属化合物電極などの電極材料は国内外で広く研究され,応用されています..リー・ホンボは,排水中のイソファリック酸の分解をシミュレートするために,アノードとしてTi/SnO2+Sb2O3/PbO2電極とカソードとしてステンレス鋼板を備えた電化反応器を使用した.初期濃度250mg/Lのイソファル酸廃水から有機物質の除去率は80%以上であった.また,国外では,最初のCODが450mg/Lで,塩素ピリフォスを含む農薬廃棄水を処理するために,ボロン製のダイヤモンドフィルム電極をアノードとして使用している人もいます.オーガニック物質はわずか6時間で完全に酸化され分解することが示されています.5つの硫酸ナミド抗生物質を含む廃水処理に使用されたボロン補充されたダイヤモンド/不老鋼電極データ実験結果は,硫酸ナミド抗生物質の分解メカニズムは主にS-N結合とベンゼン環に対するヒドロキシル基の攻撃によるものであることを示した.電気触媒酸化方法は,構造的に安定し,分解が難しい有機化合物に対して良い分解効果を有する.同時に,操作は面倒で,運用コストは高くないし,自動制御は容易で,応用見通しは良い.AOPs技術は,ヨーロッパなどの裕福な国で広く注目されています.石油化学,製薬,食品,環境保護など多くの産業分野で広く使用されています. しかし,中国では,現在,主に実験室での試験と研究に限定されています.AOPプロセスの熱力学,運動学,その他の側面に関する体系的な研究が不足している.反応システムの温度や圧力などの様々な条件により耐腐蝕性,耐高温性,耐高圧性などの高設備要件が求められるため,プロセスの制御と操作の困難も増加します.AOPの技術が実際に応用されるのを阻害する.
