【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 = Cl+ O2 H2O2 H2O2+ 2H++2e=2 H2O O3 O3+2H++2e= H2O+ O2 OH OH+ H++2 e= H2O F2 F2(g)+ 2H++2e=2HF 羥基自由基產(chǎn)生的方法有很多種，比較常用的是 Fenton 試劑，即利用下述反應(yīng)產(chǎn) 生 OH，在 pH≤ 時(shí)， OH 自由基生成速率最大。 Fe2++H2O2→ Fe3++ OH+OH Fe2++ OH→ Fe3++ OH Fe3++ H2O2→ Fe2++ H2O+H+ H2O+ H2O2→ O2+ H2O+ OH 此外， UV（紫外光） / H2O UV/O UV/ H2O2/O UV/TiO2 光催化氧化系統(tǒng)，高溫（ 150～ 350℃）高壓（ ～ 20Mpa）下的濕式氧化，超臨界水氧化，超聲波等技術(shù)，均會(huì)產(chǎn)生 OH 自由基。這些方法其設(shè)備或運(yùn)行費(fèi)用都很高，一般企業(yè)都難以接受。 本項(xiàng)目是研究以電能作激發(fā)能（脈沖電源），以無(wú)機(jī)物作引發(fā)，利用空氣中 O2，通過(guò)下述的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制生成初生態(tài)的 H2O2，再進(jìn)一步分解生成羥基自由基（ OH） （ 1） H2O2 的生成： O2＋ e－ ? ?O2－ （ 1） ?O2－＋ H＋ ? HO2? （ 2） ?O2－ ＋ HO2?? O2＋ HO2－ （ 4） 2 HO2? ? H2O2 ＋ O2 （ 3） HO2－ ＋ H＋ ? H2O2 （ 5） （ 2） ?OH 的生成： H2O2＋ e－ ? OH－＋ ?OH （ 6） 或 H2O2＋ Fe2＋ ? Fe3＋＋ OH－＋ ?OH （ 7） 由于 ?OH 自由基的壽命很短，不能直接測(cè)出其自旋捕獲電子順磁共振（ ESR）信號(hào)。 5,5二甲基 1吡咯啉 氮 氧化物（ DMPO）是常用的 OH 自由基捕獲劑，它與 OH 自由基作用生成自旋加合物氮氧自由基 DMPOOH，其反應(yīng)如下： DMPOOH 的 ESR 譜圖為 4重峰 ，（如圖 所示）中間兩重峰高，邊上兩重峰低。其強(qiáng)度比為 1： 2： 2： 1， g值（自由基張量）為 。利用 Fenton試劑（ H2O2+FeSO4）找到最佳檢測(cè)條件：中心磁場(chǎng) 3360G，調(diào)制輻度 100，功率10mW，時(shí)間常數(shù) ，放大倍數(shù) 1000，捕獲時(shí)間 37mim，捕獲濃度 103～ 103mol/L，在實(shí)驗(yàn)裝置反應(yīng)后 10min，立即取樣在上述條件下檢測(cè)。 圖 復(fù)合床 DMPO— OH 的 ESR 譜圖 經(jīng)檢測(cè)在各種不同反應(yīng)條件下的初生態(tài) H2O2 的濃度（如表 所示），并通過(guò)上述 ESR 法證實(shí)了 OH 的存在。提出了這種 OH 自由基產(chǎn)生的方法實(shí)踐證明具有設(shè)備簡(jiǎn)單，投資省，效果穩(wěn)定可靠，運(yùn)行費(fèi)用低，易于推廣應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)。 氧化絮凝復(fù)合床（ OxidoFloculation Reactor，簡(jiǎn)稱 OFR）即是產(chǎn)生 OH自由基的三維電極裝置。其作用原理是：根據(jù)廢水中需要去除的污染物的種類和性質(zhì)，在兩個(gè)主電極之間充填高效、無(wú)毒而廉價(jià)的顆粒狀專用材料，催化劑及一些輔助劑，組成去除某種或某一類污染物最佳復(fù)合填充材料作為粒子電極。將這些材料裝填于結(jié)構(gòu)為方形或圓形的復(fù)合 裝置時(shí)，在一定的操作條件下，裝置內(nèi)便會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的具極強(qiáng)氧化性能的羥基自由基（ OH）和新生態(tài)的混凝劑。這樣廢水中的污染物便會(huì)發(fā)生諸如催化氧化分解、混凝、吸附等作用，使廢水中的有機(jī)污染物迅速被去除。 表 不同空氣壓力和處理時(shí)間對(duì) H2O2 生成量的影響 t/min Pa/MPa 0 5 10 15 30 t/min Pa/MPa 0 5 10 15 30 影響本技術(shù)處理工業(yè)有機(jī)廢水的主要物理化學(xué)因素為：顆粒電極材料的組分、結(jié)構(gòu)、有機(jī)污染物的種類、濃度、 pH 值、主電極距離、電壓、空氣流量等，其中以顆粒電極的組分、結(jié)構(gòu)影響最大。 羥基自由基（ OH）的應(yīng)用： 由于羥基自由基具有極強(qiáng)的氧化性，本技術(shù)用于處理工業(yè)有機(jī)廢水具有廣譜性、快速、穩(wěn)定、可靠、污泥量極少、占地面積少、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，是一種清潔的水處理技術(shù)。工業(yè)使用電源為脈沖直流電源，一般使用的電壓≤ 40V，處理時(shí)間為 30 分鐘，電流則由廢水電導(dǎo)率的大小所決定。 本技術(shù)已成功用于處理印染、化工、皮革、線路板、垃圾滲濾液、噴漆、制藥等多個(gè)行業(yè)的高濃度工業(yè)廢水。 研究結(jié)果表明，本項(xiàng)成果適用于多種工業(yè)有機(jī)廢水的處理，尤其適用于高濃度有機(jī)廢水的預(yù)處理及經(jīng)生化后難于達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的深度處理，達(dá)到穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的目的。由于羥基自由基具有極強(qiáng)的氧化性，有機(jī)污染物往往會(huì)被直接礦化為 CO2 和 H2O，所以本技術(shù)用于處理廢水具有廣譜性、快速、穩(wěn)定、可靠、污泥量很少、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，符合清潔水處理技術(shù)的要求。 氧化絮凝復(fù)合床處理高濃度有機(jī)廢水實(shí)驗(yàn)情況簡(jiǎn)述： OFR 技術(shù)處理高濃度有機(jī)廢水實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果： 2020 年 5月至 7月，中山大學(xué)環(huán)境工程有限公司和珠海九通水務(wù)有限公司根據(jù)麗珠合成制藥有限公司提供五種不同類型的制藥廢水開展了廢水處理實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。試驗(yàn)采用二級(jí) OFR 處理流程，每級(jí) OFR 裝置處理時(shí)間為３０ min。每次所測(cè)的 CODcr 值均為加 Al3+鹽沉淀后的取上清液測(cè)得數(shù)據(jù)。以下為采用 OFR 裝置處理各廢水所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 表 五種不同類型廢水的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 廢水名稱 三水酸廢液 呋辛廢液 曲松廢液 他啶廢液 綜合廢液 PH 值 5－ 6 56 56 1012 45 原水 CODcr 10400 129432 143546 74010 35026 一級(jí) OFR 處理后 CODcr 平均值 (mg/L) 5897.8 594 615 434 212 平均去除率（％） 43% 54% 57% 41% 39% 二級(jí) OFR 處理后 CODcr 平均值 (mg/L) 4022 49225 32399 28930 11144 平均去除率（％） 32% 17% 47% 33% 48% 總?cè)コ剩ǎィ? 61% 61% 77% 60% 68% 說(shuō)明： 一級(jí) OFR 處理后 CODcr 值為五次實(shí)驗(yàn)平均值； 二級(jí) OFR 處理后 CODcr 值為四次實(shí)驗(yàn)平均值。 OFR 技術(shù)處理高濃度有機(jī)廢水現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果： 2020 年 7月 18 日，中山大學(xué)環(huán)境工程有限公司和珠海九通水務(wù)有限公司在珠海麗珠合成制藥有限公司進(jìn)行了 OFR 現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)采用二級(jí) OFR 處理再進(jìn)行絮凝沉淀工藝，在預(yù)先準(zhǔn)備好的試驗(yàn)槽中進(jìn)行。本次驗(yàn)證試驗(yàn)采用總綜合廢水和頭孢曲松鈉綜合廢水進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如下： 表 現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果 名稱 曲松綜合廢水 全廠綜合廢水 色澤 PH值 COD值 色澤 PH值 COD值 原廢水 深紅 3.8 185186 棕紅 4.5 46602 第一步處理出水 深紅 8.0 70371 黃 8.0 27777 第二步處理出水 棕紅 7.8 38889 淡黃 8.0 12593 頭孢曲松鈉綜合廢水處理試驗(yàn)結(jié)果： 原液 COD 值 185186mg/l，經(jīng)第一級(jí) OFR 處理后 COD 值降到 70371mg/l，去除率 %，經(jīng)第二級(jí) OFR 處理后 COD 值降到 38889mg/l，去除率 %，合計(jì)總?cè)コ?%。 全廠綜合廢水處理試驗(yàn)結(jié)果： 原液 COD 值 46602mg/l，經(jīng)第一級(jí) OFR 處理后 COD 值降到 27777mg/l，去除率 %，經(jīng)第二級(jí) OFR 處理后 COD 值降到 12593mg/l，去除率 %，合計(jì)總?cè)コ?%。 4. 廢水厭氧可生化性試驗(yàn) 試驗(yàn)裝置與方法 試驗(yàn)裝置 反應(yīng)瓶 試驗(yàn)裝置如圖 所示，反應(yīng)瓶采用 500ml 錐形瓶，厭氧消化液總體積400ml(消化污泥＋料液 )，反應(yīng)溫度控制在 35177。 2℃，氣體產(chǎn)氣量采用排水法測(cè)量。 水浴鍋 排水瓶 量筒 圖 廢水厭氧可生化性試驗(yàn)裝置 廢水水質(zhì) 表 麗珠合成制藥有限公司高濃度廢水原液水質(zhì)情況 廢