高浓度有机废水具有有机物浓度高、污染物复杂、难以降解等特点,传统的生物法在此类废水中难以实现高效净化。多元协同催化氧化技术结合多种氧化剂和催化材料,通过协同作用,提高氧化效率,显著降低有机污染物浓度,实现高效、绿色的深度处理。
一、技术原理
多元协同催化氧化是在多种氧化剂(如臭氧、O₃、H₂O₂、O₂、O₂+紫外光)与多功能催化剂(如金属/非金属复合催化材料)共同作用下,产生多重活性氧种(•OH、•O等),实现污染物的快速氧化降解。
核心思想:
协同催化:多种氧化剂联合激发,形成活性自由基,增强氧化能力;
多功能催化剂:兼有吸附、催化、增强氧化剂分解等功能;
组合作用机制:多种氧化剂在催化剂作用下互补增强氧化效率。
二、工艺流程
废水预处理:调节pH、脱悬浮、除匹配杂质以提供良好的氧化环境。
多元协同催化氧化反应:
投加氧化剂(如臭氧、过氧化氢、紫外光等);
经过催化剂(如CuO/TiO₂、Fe³⁺/活性炭复合材料等)作用;
产生大量•OH、•O等自由基,氧化分解有机污染物。
二级氧化或吸附:
装置吸附剂或光催化补充,进一步去除残余污染物。
后续处理:
活性炭过滤、沉淀、过滤,确保排放水质。
三、关键催化剂与氧化剂组合
催化剂类型:
二氧化钛(TiO₂)基催化剂(光催化);
铜、铁等过渡金属氧化物负载催化剂;
复合材料如Fe/Graphene、CuO/活性炭等。
氧化剂组合:
臭氧 + 过氧化氢(O₃ + H₂O₂),称为“紫外/臭氧/过氧化氢三重联合作用”;
氧气(O₂)与紫外光配合;
气相(UV)与H₂O₂协同。
四、优势与应用效果
高效率:多元氧化剂协同作用可在短时间内大量生成•OH,快速氧化各种复杂有机污染物。
广谱适应性:适应多类型高浓度有机废水,如炼油废水、染料废水、化工废水。
深度降解:能够破坏难降解的大分子有机物,降低COD、TOC。
环保节能:多元协同能在较低能耗下实现高效氧化。
结论
多元协同催化氧化技术是处理高浓度有机废水的创新和高效路径,通过多种氧化剂与高性能催化剂的协同作用,显著提高氧化速度