异相催化氧化系统非均相反应器

传统Fenton试剂氧化工艺中采用的是Fe2+的均相催化剂，不易与废水分离，反应后产生大量的铁泥，增加后续成本；同时传统Fenton试剂氧化工艺取得较好处理效果的条件为酸性环境，而工艺出水一般要求在中性环境，而调节pH值会极大地增加处理费用。这些都制约着传统Fenton试剂氧化工艺的广泛应用。

异相催化氧化工艺的研发主要出发点是克服Fenton试剂氧化工艺的这些缺点，即通过开发高效的固相催化剂，用于Fenton试剂氧化工艺中，使Fenton反应在较高的初始pH值下也能具有较好的处理效果，同时达到减少铁泥产生量的目的。

异相催化Fenton试剂氧化过程是一个涉及液、固相多相体系的复杂的传质、反应问题，但目前这方面尚缺乏系统的理论研究。一些异相催化氧化机理研究主要以Langmuir-Hinshelwood理论及近代表面科学理论(催化反应微观动力学模型)为理论基础开展，分析废水中的污染物和氧化剂分子扩散到催化剂表面的活性中心被吸附，污染物和氧化剂分子在催化剂表面上发生催化氧化反应，产物解离脱附返回液相主体的过程，

其反应过程可归纳如下:

吸附过程: A(氧化剂分子)+o(活性中心)-Ao B(污染分子)+o-Bo

催化反应: Ao+Bo-Po(表面上产物)+O

脱附解离: Po-P(液相主体产物)+O

反应速率由上述最慢的一步控制。

含变价金属如 Fe(III)、Mn(II)、Mn( IV)等矿物及其他变价金属氧化物氢氧化物是许多有机化合物潜在的氧化剂，其金属氧化物粒子和粉末能被水中的有机物还原溶解，提高变价金属的流动性和生物可利用性。当被日光照射时，可显著提高有机物的降解速率。

另一方面，若它们与氧化剂组合，本身又可作为催化剂，它们降解废水中的有机物过程是:有机物和氧化剂首先向固体变价金属氧化物氢氧化物粒子表面扩散，发生络合吸附、 电子迁移及催化氧化反应，产物从固相界面脱附、扩散等。

该方法利用固体催化剂将双氧水分解为氧化性更强的羟基自由基，然后羟基自由基与废水中的有机物发生氧化反应，将有机物转化为二氧化碳和水，从而达到降低废水中COD的目的。该方法中，双氧水与废水中COD的质量比为0 .5～1:1，固体催化剂质量与双氧水的流量比为1:100～300。设计了实现该方法的催化氧化塔，该塔上部为废水和双氧水槽，中部为催化剂区域，下部为布水区。解决了双氧水液体芬顿催化剂的回用难题、污泥产生量大、降低了双氧水的用量，装置设计巧妙合理，总体上能节省投资、提高COD去除率。

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