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1、【最新整理，下载后即可编辑】1. 高级氧化技术的定义：利用强氧化性的自由基来降解有机污 染物的技术，泛指反应过程有大量羟基自由基参与的化学氧 化技术。其基础在于运用催化剂、辐射，有时还与氧化剂结合， 在反应中产生活性极强的自由基（一般为羟基自由基，OH） 再通过自由基与污染物之间的加合、取代、电子转移等使污染 物全部或接近全部矿质化 OH反应是高级氧化反应的根本 特点2. 高级氧化方法及其作用机理是通过不同途径产生OH自由 基的过程。OH自由基一旦形成，会诱发一系列的自由基链 反应，攻击水体中的各种有机污染物，直至降解为二氧化碳、 水和其它矿物盐。可以说高级氧化技术是以产生OH自由基 为标志3
2、. 高级氧化技术有什么特点？1）反应过程中产生大量氢氧自由基OH2）反应速度快3）适用范围广，OH几乎可将所有有机物氧化直至矿化，不 会产生二次污染4）可诱发链反应5）可作为生物处理过程的预处理手段,使难以通过生物降解的 有机物可生化性提高,从而有利于生物法的进一步降解;6）操作简单,易于控制和管理4. OH自由基的优点1）选择性小，反应速度快；2）氧化能力强；3）处理效率高； 5）氧化彻底5. 高级氧化技术分为哪几类？1）化学氧化法：臭氧氧化/Fenton氧化/高铁氧化2）电化学氧 化法3）湿式氧化法 ：湿式空气氧化法/湿式空气催化氧化法4）超临界水氧化法 5）光催化氧化法 6）超声波氧化法
3、7）过硫酸盐氧化法6. 自由基与污染物反应的四种主要方式:氢抽提反应、加成反应、 电子转移、（氧化分解）。自由基反应的三个阶段：链的引发、链的传递、链的终止 自由基反应具有无选择性，反应迅速的特点。7. 产生羟基自由基的途径:Fe2+/HO 、UV/HO、H O/O、2 2 2 2 2 2 3 UV/O、UV/H O /O、光催化氧化（TiO光催化氧化反应机 3 2 2 3 2 理:产生空穴和电子对），对有机物降解速率由快到慢依次为 UV- Fenton、 Fenton、 O /US、O、O/UV、UV/HO、UV。3 3 3 2 28. Fenton试剂：亚铁离子（Fe2+）和过氧化氢（H
4、O ）的组合。22Fenton反应：Fenton反应是以亚铁离子作为催化剂来催化 过氧化氢（HO）,使其产生羟基自由基（ OH）,进行有机物的 22氧化，羟基自由基具有強的氧化能力，可与大部分的芳香族有机 物进行反应，同时亚铁离子氧化成铁离子（Fe3+）,（铁离子有混凝 作用也可去除部分有机物）铁离子又会与双氧水反应，并还原成 亚铁离子（Fe2+）.反应机理：HO与Fe2+反应分解生成羟基自由基（OH）和 22氢氧根离子（OH-）,并引发连锁反应从而产生更多的其它自由基，然后利用这些自由基进攻有机质分子，从而破坏有机质分子并使 其矿化直至转化为CO、HO等无机质（Fenton试剂在废水处理 2
5、2中主要用于去除COD、色度和泡沫等）。Fe2+ + H O OH + OH- + Fe3+22Fe3+ + HO Fe2+ + HO + H+2 2 29. 影响 Fenton 试剂氧化能力的因素：（1）催化剂种类及投加方 式，Fe2+ （Fea+、铁粉、铁屑）、Fe2+/TiO /Cu2+/Mn2+/Ag+、活性 炭等均有一定的催化能力，FeSO7H 0最常用（2）过氧化氢浓42度及投加方式，均匀分批投加（3）反应温度（芬顿试剂的反应速 率随温度上升而增加，但是温度高于40C50C之后，会加速分 解为O2和HO,因此多控制在20C40C中发生）（4）溶液的 2pH值，pH 2-4为Fent
6、on反应的最佳范围（5）反应时间。10. 类Fenton试剂:改性-Fenton试剂、光-Fenton试剂、电-Fenton 试剂、配体-Fenton试剂等。Fe（川）盐溶液、可溶性铁以及铁的氧 化矿物（如赤铁矿、针铁矿等）同样可使HO催化分解产生OH,达到降解有机物的目的，以这类催化剂组成的 Fenton 试剂，称 为类 Fenton 试剂（改性 Fenton 试剂，因其铁的来源较为广泛）。由于Fenton法处理废水所需时间长，便用的试剂蜃名，W J I.HS的卩钗十将增 大处理彷废水中的的 并产半_次污染。近年拓 人们将紫外光.町见光勧入 体系川研究釆川JL它过渡金尿替代Fe，遠些卯丄冷显
7、并增Fenton试 刑对有机物的氧化降解能力，并可减少Fton试剂的用量降低处理成本被统称 为类卩的3口反W11 增强fenton反应活性的方法：1）加入草酸盐和柠檬酸；2）与 其他处理方法联用，如生物法、混凝法；3）加入络合剂，如 EDTA 等；4） Mn2+、Co3+。（混凝沉降法、活性炭法、生物法、UV） Fenton试剂在废水处理中的应用：处理染料废水；处理含氯酚废 水；处理垃圾填埋渗滤液；处理制药废水。12.氧化电位标水电粗电位丹, i FnETiii话用CQD1 mg / L ：ipH主要豆理13术特点怜J-5” 10MTTO. -Fr：- - nTT4 +卜/ -i II- n
8、r F i 、- ：l电幫E頁冋1【1施英循 环再刊用.扶舌屜轼英 EWi.葩耗管昌，厦应电歸还垮 Fentzi 法1000500001.5|.甘- hf|_：-H-pi -Fe -* OH4Str,异七 EL-._.：5iE械址7珈建体IE床的方II (2 +F 应-i OU + “亠打彳FetOHl-、T l-eOOHI-n：；： H：G；*FeOCiH -t-OH -FeOHjj13.中原子具有强烈的亲电子或亲质子性，臭氧分解会产生的新生态氧原子和在水中形成具有强氧化作用的羟基自由基OH来氧化分 解水中的污染物。14.臭氧与有机物的反应途径（或机理）直接反应：污染物+。3产物或中间物（有
9、选择性，速度慢）;间接反应：污染物+ HOf产物或中间物（无选择性， HO（EO=2.8V）电位高，反应能力强，速度快，可引发链反应，使许多有机物彻底降解）15. 臭氧氧化性能的影响因素：臭氧化混合气进气量、搅拌速度溶液pH、有机物浓度、溶液温度、催化剂、投加方式16. 增强臭氧氧化的措施方法：1）改变臭氧化混合气的进气量，就是改变单位时间内的臭 氧投加量，在有机负荷一定的条件下，就是改变反应过程中臭氧 和有机物的投加比，在有机物浓度一定、连续地通入臭氧化混合 气的半连续半间歇操作中，随单位时间内臭氧通入量的增加，有 机物氧化反应速率相应提高2）超声强化臭氧氧化技术3）金属催化臭氧化技术、在臭
10、氧水处理体系中，加入一定量的 Fe2 +、Mn2+、C02 +、Ni2 +或 C02 +的硫酸盐。4）臭氧与其他常规水处理单元结合比如活性污泥、活性炭吸附、o絮凝一膜处理、O絮凝一o、O 3 3 3 3气浮（吹脱）、O生物活性炭、O 膜处理几种臭氧处理单元自身的改进、Oa/L技术V2） 0/咖謫级氧化技术 O3/H2O2/UV（4）見氧/活性炭协同降斛有机 物处理技术（5）超声握化臭氧氧化技术3317. 臭氧在水处理中的应用一一饮用水处理/废水处理/去除染料 和印染废水的色度和难降解有机物 /处理含金属离子废水 /循环 冷却水的处理。在饮用水处理中，臭氧主要用于三个方面:1）臭氧预处理，在 常
11、规净水工艺前增设臭氧工艺；2）臭氧-生物活性炭处理，O3与 颗粒活性炭结合，在常规净水工艺后，对水作深度处理，以除去 各种有机物和色、嗅、味等；3）臭氧消毒，用以代替氯对水进行 消毒18. 与化学药剂处理法相比，臭氧法具有以下特点：能有效地控制有机微生物，使循环水中的COD和AOX的数 量都被抑制在很低的水平，从而得到优良的水质；系统能在高浓 缩倍数下运行，可实现零排污，节约水量，比化学药剂法节约 1/2 2/3；系统内不会产生结垢现象，同时，系统中原来形成的垢也 能被有效去除；臭氧对系统具有良好的缓蚀作用；适应pH值范 围宽；运行费用大大低于化学药剂。19. 硫酸根自由基定义：硫酸根自由基(
12、SO4- )是具有较高氧化 还原电位的自由基(E0=2.5v-3.1v),因此硫酸根自由基被认为在 理想的条件下可以氧化绝大多数的有机物。通常是利用分解 Oxone 或过硫酸盐的方式产生硫酸根自由基。20硫酸根自由基的活化生成：加热活化法；过渡金属离子活化 法；UV活化法；FeO活化法；活性炭活化法；纳米FeO活34 化法；氢氧化亚铁溶胶活化；(单过硫酸氢盐可经光、热、催化 等方式激发后，双氧键断裂，产生硫酸根自由基(SO -)。活化 4 原理如式：SO 2- +heat/UV/其他 一 SO - +【O】)5421. 硫酸根与有机物的一般作用方式：夺氢作用、电子转移作用、 加成作用、(氧化作
13、用)22. 湿式氧化法：在高温(150-350C)和高压(5-20MPa)下，用 氧气或空气作为氧化剂，氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还 原态的无机物，生成二氧化碳和水等小分子物质的技术。23. 催化湿式氧化技术：在传统的湿式氧化处理体系中加入催化 剂降低反应的活化能，从而在不降低处理效果的情况下，降低 反应温度和压力,用氧气或空气作为氧化剂，氧化水中溶解态 或悬浮态的有机物或还原态的无机物，生成二氧化碳和水等小 分子物质的技术.24. 典型的湿法氧化工艺流程图：I典型的湿武氣化工艺流程1.侍处理匿水:2 I曾压泵；1空压机；+.热交换器；5.湿式 氧化反应器气液分离器汉反应后气体;&出术.
14、25光催化的定义：就是光催化剂在光的作用下发生催化作用概括说来。半导体材料在光的照射下，将光能转化为化学能，并促进有机物的分解，这一过程称为光催化光催化剂：一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化 学反应的物质。利用光能转换成为化学反应所需的能量，产生催化作用，使周围的氧气及水分子激发成极具氧化力的自由基 或负离子。光催化剂在光照条件（可以是不同波长的光照）下所起到催化作用的化学反应，统称为光催化反应。光催化一般是多种相态之间的催化反应。26. 为什么要求TiO光催化对很多有机物有较强的吸附作用？2答： TiO 光催化分解水中污染物的过程中,表面产生的 OH 基2团起着决定性的作用 ,因而
15、参加反应的物质以吸附在表面上的 为主。有机物在催化剂表面被氧化要经过扩散、吸附、表面反 应以及脱附等步骤。27. 光催化技术的技术特征：1）低温深度反应；2） 绿色能源；3） 氧化性强；4）寿命长；5）广谱性光触媒（光催化）的作用：抗菌性；空气净化；除臭；防霉防 藻； 防污自洁28. TiO 光催化材料的特性:1）合适的半导体禁带宽度;2）具有良好2 的抗光腐蚀性和化学稳定性；3）廉价，原料来源丰富，成本 低；4）光催化活性高（吸收紫外光性能强；禁带和导带之间的 能隙大，光生电子的还原性和空穴的氧化性强）；5）对很多有 机污染物有较强的吸附作用29. TiO光催化剂的改良：（促成OH的生成与提高电子一空穴对2分离效率是提高光催化氧化反应速率和效率的重要途径） ，1） TiO 表面贵金属沉积；2）金属离子掺杂，金属离子掺杂把金属2离子引入到 TiO2 的晶格缺陷位置，金属离子是电子的良好接受 体，可以捕获电子，由于金属离子对电子的争夺，减少了 TiO
