Obecnie tradycyjne techniki oczyszczania biologicznego są stosowane głównie w odniesieniu do zanieczyszczeń organicznych w wodach ściekowych.skuteczność niektórych ścieków zawierających wysokie stężenia i stabilne struktury chemiczne nie jest idealna, takie jak odpady z produkcji papieru, druku i farbowania. zanieczyszczenia organiczne w tych wodach są wysokiej koncentracji, toksyczne i złożone w składzie,zawierające głównie stabilne struktury aromatyczne, które są trudne do degradacji, ze słabą biodegradacją i trudnym usuwaniem.usunięcie zanieczyszczeń organicznych z wód organicznych z reaktorów biologicznych (BROW) stało się trudnym punktem w dziedzinie oczyszczania ściekówW ostatnich latach przeprowadzono wiele badań nad metodami oczyszczania odpadów organicznych, zarówno w kraju, jak i na świecie.w porównaniu z tradycyjnymi metodami oczyszczania wody, zaawansowane procesy utleniania (AOP) przyciągnęły szeroką uwagę ze względu na ich zalety: dobry efekt obróbki, szybka prędkość, brak wtórnego zanieczyszczenia i szerokie zastosowanie.Zaawansowane metody oczyszczania wody oksydacyjnej zazwyczaj charakteryzują się następującymi cechami:: a. wykorzystując jako utleniacze dużą liczbę żywych rodników hydroksylowych o silnej zdolności utleniania, które mogą wywoływać reakcje łańcuchowe reakcji utleniania; b.wystarczające stężenie rodników hydroksylowych może całkowicie zanieczyszczać organiczne zanieczyszczenia nieorganiczne bez generowania wtórnego zanieczyszczenia; c. Ta metoda może utleniać zanieczyszczenia organiczne o różnym stężeniu w wodzie i jest również skuteczna dla niektórych związków organicznych śladowych o niskim stężeniu; d.Metoda ta może być stosowana samodzielnie lub w połączeniu z innymi metodami, takimi jak biodegradacja, w celu zmniejszenia kosztów usuwaniaSzczegółowe technologie usuwania AOP są podzielone na trzy kategorie: tradycyjna zaawansowana metoda utleniania, metoda utleniania wilgotnym powietrzem i metoda utleniania elektrochemicznego,oraz ich zastosowania w usuwaniu zanieczyszczeń organicznych z wód ściekowych są szczegółowo omówione.
1Powszechnie stosowane zaawansowane metody utleniania obejmują obecnie metodę Fentona, metodę O3/UV, metodę O3/H2O2 oraz fotokatalytyczną metodę utleniania TiO2.Zastosowanie odczynnika Fentona w procesie utleniania zanieczyszczeń organicznych rozpoczęło się w latach 60., kiedy Eisenhauer po raz pierwszy użył Fe2+/H2O2 do usuwania fenolu i alkylbenzenu w oczyszczaniu wody. Emolla et al. użyli metody utleniania Fentona do oczyszczania ścieków zawierających trzy antybiotyki,amoksycylina, ampicyliny i klotrymazolu i stwierdził, że trzy antybiotyki mogą być w pełni syntetyzowane w określonych warunkach, przy współczynniku usunięcia COD powyżej 80%.Aby poprawić wydajność usuwania odczynnika Fentona, wprowadzono światło ultrafioletowe (UV), które może zmniejszyć ilość Fe2+ i promować syntezę H2O2 w silnie utleniające rodniki hydroksylowe,które mogą sprawić, że materia organiczna jest bardziej obfite i nieorganiczneNiektórzy użytkownicy stosowali go w głębokim oczyszczaniu ścieków oczyszczanych barwnikiem azoowym, a wyniki pokazują, że gdy stężenie barwnika azoowego wynosi 400 mg/l,metodą UV Fenton można osiągnąć współczynnik odbarwienia w ściekach przekraczający 95%Jednakże metoda ta nie jest bardzo skuteczna dla zastosowania energii słonecznej, a koszty sprzętu do usuwania są stosunkowo wysokie.powodujące wysokie zużycie energii podczas pracy urządzeńMetodę O3/UV zastosowali po raz pierwszy Garrison i in. do oczyszczania ścieków zawierających złożone sole cyjanku żelaza,i okazało się, że oddzielenie promieniowania UV od O3 może zwiększyć szybkość utleniania o 10-104 razyJia Quan zastosował zaawansowane metody utleniania, takie jak O3/UV i O3/H2O2, aby zaprzestać oczyszczania ścieków barwiących.zaawansowana technologia utleniania O3/UV miała współczynnik odbarwienia 98Fotokatalysty na bazie TiO2 są najczęściej badanymi fotokatalystami do oczyszczania ścieków.Metody oksydacji fotokatalitycznej do oczyszczania ścieków antybiotycznych mają zalety łagodnych warunków reakcjiSood i in. syntetyzowali fotokatalyzator Bi2O3/TiO2 metodą hydrotermalną,i użyto fotokatalisty do syntezy symulowanych ścieków z antybiotykami loksacynyWyniki eksperymentalne wykazały, że po 2 godzinach leczenia światłem szybkość syntezy loksacyny wynosiła 92%.fotokatalytyczne utlenianie wykazało dobre wyniki w leczeniu ścieków pestycydami, zwłaszcza ścieków pestycydów organofosforowych, o zadowalającej skuteczności degradacji, wskaźnikach usuwania COD i TOC.Metoda utleniania fotokatalitycznego ma pewne zalety w leczeniu ścieków organicznych, ale głównymi problemami są wysokie koszty przygotowania katalizatora, niski współczynnik zastosowania energii świetlnej, możliwa produkcja bardziej toksycznych produktów pośrednich i trudne odzyskiwanie katalizatora.Dlatego, potrzebne są dalsze badania nad zastosowaniem metody fotokatalitycznej utleniania przeszkody.
2Metoda utleniania mokrego powietrza została wprowadzona w latach pięćdziesiątych XX wieku i w ostatnich latach zyskała znaczącą uwagę badawczą zarówno w kraju, jak i na arenie międzynarodowej.Japonia i Stany Zjednoczone zastosowały go do przemysłowej oczyszczania wody. Reakcja utleniania mokrego powietrza również należy do reakcji łańcuchowej wolnych rodników, a różne wolne rodniki są wykorzystywane jako utleniacze do usuwania zanieczyszczeń organicznych.Metodą mokrego utleniania mieszane są ścieki zawierające zanieczyszczenia organiczne z powietrzem lub tlenem, i utlenia związki organiczne w ściekach w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia (150-350 °C, 0,5-20 MPa).Metoda utleniania mokrego powietrza ma zalety całkowitego utleniania zanieczyszczeń i minimalnego zanieczyszczenia wtórnegoJednakże metoda ta ma również pewne ograniczenia.Odpowiedź musi zostać zatrzymana w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia, które mogą powodować poważną korozję sprzętu i wymagać dużych inwestycji w system obsługi sprzętu.W procesie mokrej reakcji utleniania, odpowiednie katalizatory mogą skrócić czas reakcji i ułatwić osiągnięcie warunków reakcji.metali ziem rzadkich oraz ich tlenków i soliW związku z tym, jak wynika z danych z badania przeprowadzonego przez Unię Europejską, w okresie 2000-2003 w Europie występowały różne rodzaje recyclingów.jako nośniki do ładowania różnych rodzajów metali aktywnych i ich tlenków w celu zatrzymania reakcji katalitycznychMetodę utleniania mokrym powietrzem stosuje się do oczyszczania ścieków pestycydowych poprzez ciągłe wprowadzanie powietrza w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia,który może skutecznie utlenić materię organiczną w ściekach na małe cząsteczki materii organicznej, a nawet całkowicie ją nieorganicznąZwiązki organiczne zawierające fosfor są utleniane w postaci kwasu fosforu, natomiast organiczne związki siarkowe są utleniane w postaci kwasu siarkowego.papiernicze pulpa słoma czarny alkohol, ścieki z gazu węglowego, ścieki z przypraw itp. mogą być również oczyszczane metodą utleniania wodą mokrą,który ma dobry wpływ na usuwanie zanieczyszczeń organicznych w ściekach przemysłowych, takich jak odpady farmaceutyczneW ostatnich latach dużą uwagę zwróciły zaawansowane metody utleniania: utlenianie elektrochemiczne i utlenianie elektrokatalityczne. 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, przekształcają je w nietoksyczne lub nisko toksyczne małe cząsteczki pośrednie i ostatecznie całkowicie nieorganiczne.Rozwój elektrod o wydajnej działaniu katalitycznym jest najważniejszym aspektem badań nad utlenianiem elektrokatalitycznymObecnie materiały elektrodowe, takie jak elektrody węglowe, elektrody złożone z innych metali,elektrody powłoki na bazie tytanu zostały szeroko zbadane i zastosowane zarówno w kraju, jak i na świecie.Li Hongbo wykorzystał barierowy reaktor elektrochemiczny z elektrodą Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2 jako anodą i płytą ze stali nierdzewnej jako katodą do symulacji degradacji kwasu izoftalicznego w ściekachSzybkość usuwania substancji organicznych w wodzie ściekowej z kwasem izoftalicznym o początkowym stężeniu 250 mg/l wynosiła ponad 80%.Niektórzy ludzie za granicą wykorzystują również elektrody z folią diamentową dopingowaną borem jako anody do oczyszczania ścieków pestycydowych zawierających chlorpyrifos z początkowym COD 450mg/LWyniki pokazują, że materia organiczna może być całkowicie utleniona i zdegradowana w ciągu zaledwie 6 godzin.dane z użytego diamentu/elektrody ze stali nierdzewnej dopingowanej borem do oczyszczania ścieków zawierających pięć antybiotyków sulfonamidówWyniki eksperymentalne wykazały, że mechanizm degradacji antybiotyków sulfonamidowych jest głównie spowodowany atakiem rodników hydroksylowych na wiązania S-N i pierścienie benzenowe.Metoda utleniania elektrokatalitycznego ma dobry wpływ na degradację niektórych strukturalnie stabilnych i trudnych do degradacji związków organicznychJednocześnie operacja jest uciążliwa, koszty eksploatacji nie są wysokie i łatwo osiągnąć automatyczne sterowanie, co ma dobre perspektywy zastosowania.Technologia AOPs zyskała szeroką uwagę w krajach zamożnych, takich jak Europa, Ameryki i Japonii, i jest szeroko stosowany w wielu dziedzinach przemysłowych, takich jak petrochemikalia, farmaceutyka, żywność i ochrona środowiska.Obecnie ogranicza się ona głównie do badań laboratoryjnych i badań.Po pierwsze, brakuje systematycznych i dogłębnych badań nad termodynamiką, kinetyką i innymi aspektami procesów AOP.z powodu różnych warunków systemu reakcji, takich jak temperatura i ciśnienie, które wymagają wysokich wymogów dotyczących sprzętu, takich jak odporność na korozję, wysoką odporność na temperaturę i wysoką odporność na ciśnienie, zwiększa również trudności w kontroli i obsłudze procesu,w ten sposób utrudniając dalsze stosowanie technologii AOP w praktyce.
