紫外催化湿式氧化处理高浓度难降解有机废水研究

催化湿式氧化是一种可有效处理高浓度难降解有机废水的高级氧化技术，但其需在较苛刻的高温(150-350℃)和高压(0.5-20MPa)条件下才能进行，使该技术的推广应用受到极大限制。本项目将紫外光和催化湿式氧化技术相结合，提出了紫外催化湿式氧化工艺，该技术可在常温常压下将有机污染物氧化分解，达到净化废水的目的。前期实验表明，多种高浓度难降解有机废水经过本技术处理CODCr可从几千甚至几万下降到500mg/L以下，部分达到完全矿化的处理深度，说明本技术具有操作条件易于实现、多种废水广泛适用、降解彻底等特点。本项目拟进一步对本技术降解有机污染物的作用机理、降解路径、影响因素等做系统研究，并开展相关应用研究，设计和建立中试装置，为其工业应用提供理论基础和科学依据。紫外催化湿式氧化工艺作为一种易于实现的高级氧化技术，为处理高浓度难降解有机废水提供了一条高效环保的解决途径。

高浓度难降解废液的处理是工业废水处理中最为棘手的难题之一，它们通常具有污染物浓度高、成分复杂以及处理难度大等特点，排放到环境中对人们的生活环境危害极大，所以它的无害化处理一直是环保领域的研究热点和难点。紫外光具有应用过程清洁绿色、不会引入二次污染、不影响水质等特点。本项目将高强短波紫外引入催化氧化工艺中，研发了绿色、高效、经济、降解彻底且可应用于实际生产的紫外催化氧化工艺来处理此类废液，研究了各实验条件对催化氧化效果的影响，探讨了作用机理。另外，利用高浓度难降解废液中污染物浓度高、成分复杂的特点，将废液自身含有的重金属作为催化剂来氧化废液中的有机污染物，实现以废治废的目的，对于有回收价值的污染物实现回收利用，变废为宝。在这些理论研究的基础上为实际废液的处理提供理论和实践指导。.从大量实验数据可以得出结论：高强短波紫外光的加入，在很大程度可以提高催化氧化法处理高浓度难降解废液的效果，且这种情况普遍存在于多种过渡金属参与的催化氧化体系。通过类比湿式空气氧化工艺，分析其主要作用原理是引发效应，虽然紫外光在高浓度废液中的穿透距离都很小，但其可在紫外灯表面和有机物、催化剂以及氧化剂发生作用，产生一部分自由基，即链引发；这些初期产生的自由基会进一步与污染物反应生成更多的自由基，即链传递，这样就可以实现溶液中污染物的彻底氧化分解，所以紫外催化氧化处理高浓度难降解污染物时的反应可能存在链引发、链传递和链终止三个过程。在比较高级氧化反应和燃烧反应的基础上，总结了高级氧化反应中存在的引燃效应，并将高级氧化反应和燃烧反应联系在一起，有利于人们从非常熟悉的燃烧反应中获取一些新启发来更深入了解高级氧化反应的机理以及寻找提高高级氧化效能的策略和方法。