การนําเทคโนโลยีการออกซิเดชั่นที่ก้าวหน้าไปใช้ในสารประกอบอินทรีย์ที่ยากที่จะย่อยสลาย

ปัจจุบันเทคนิคการบําบัดทางชีววิทยาแบบดั้งเดิมถูกใช้เป็นหลักสําหรับสารปนเปื้อนทางอินทรีย์ในน้ําเสียประสิทธิภาพของน้ําเสียบางส่วนที่มีปริมาณสูงและโครงสร้างทางเคมีที่มั่นคงไม่สมบูรณ์, เช่นยาฆ่าแมลง, การผลิตกระดาษ, การพิมพ์และการสีน้ําเสียส่วนใหญ่มีโครงสร้างอารมะที่มั่นคงที่ยากที่จะทําลาย, ด้วยการละลายทางชีวภาพที่ต่ําและการกําจัดที่ยากการกําจัดสารพิษอินทรีย์ในน้ําเสียอินทรีย์จากโรงปฏิกิริยาชีวภาพ (BROW) ได้กลายเป็นจุดที่ยากลําบากในด้านการบําบัดน้ําเสียในช่วงหลายปีที่ผ่านมา มีการวิจัยมากมายเกี่ยวกับวิธีการบํารุงน้ําเสียอินทรีย์ที่ไม่ยอมรับ ทั้งในประเทศและต่างประเทศเมื่อเทียบกับวิธีการบํารุงน้ําแบบดั้งเดิม, กระบวนการออกซิเดชั่นที่ก้าวหน้า (AOPs) ได้ดึงดูดความสนใจอย่างกว้างขวางสําหรับข้อดีของพวกเขาของผลการรักษาที่ดี ความเร็วอย่างรวดเร็ว ไม่มีมลพิษทางสองและการใช้งานที่กว้างขวางวิธีการบําบัดน้ําออกซิเดชั่นที่พัฒนาได้โดยทั่วไปมีลักษณะดังต่อไปนี้: a. ใช้จํานวนมากของรากไฮโดรไซลสดใสที่มีความสามารถในการออกซิเดนที่แข็งแกร่งเป็นสารออกซิเดนต์, ซึ่งสามารถผลักดันปฏิกิริยาเชือกของปฏิกิริยาออกซิเดน;ความเข้มข้นเพียงพอของรากซิลไฮโดรไซลสามารถก่อให้เกิดสารปนเปื้อนทางอินทรีย์ที่ไม่เป็นอินทรีย์โดยสิ้นเชิง โดยไม่ต้องเกิดการปนเปื้อนทางสอง; c. วิธีนี้สามารถออกซิเดนสารปนเปื้อนอินทรีย์ที่มีปริมาณปริมาณที่แตกต่างกันในน้ําและยังมีประสิทธิภาพสําหรับสารประกอบอินทรีย์ที่มีปริมาณลดวิธีนี้สามารถใช้ได้ลําพังหรือรวมกับวิธีอื่น ๆ เช่น การละลายทางชีวภาพเพื่อลดต้นทุนการกําจัดเทคโนโลยีการกําจัดรายละเอียดของ AOP แบ่งออกเป็นสามประเภท: วิธีการออกซิเดชั่นที่ก้าวหน้าแบบดั้งเดิม, วิธีการออกซิเดชั่นในอากาศที่ชื้น และวิธีการออกซิเดชั่นทางเคมีไฟฟ้าและการนํามาใช้ในการกําจัดสารปนเปื้อนทางอินทรีย์จากน้ําเสีย1. วิธีออกซิเดชั่นที่พัฒนาที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบันรวมถึงวิธี Fenton, วิธี O3 / UV, วิธี O3 / H2O2 และวิธีออกซิเดชั่น photocatalytic TiO2การใช้สารปฏิกิริยา Fenton ในการกําจัดสารปนเปื้อนทางอินทรีย์จากการออกซิเดนเริ่มในปี 1960, เมื่อไอเซนฮาวเออร์ใช้ Fe2 + / H2O2 ครั้งแรกในการกําจัดเฟนอลและอัลเคิลเบนเซนในการทําความสะอาดน้ํา. Emolla et al. ใช้วิธีการออกซิเดชั่น Fenton ในการทําความสะอาดน้ําเสียที่มียาปฏิชีวนะสามตัวamoxicillin, แอมพิซิลลิน และคลอทริมาโซล และพบว่ายาปฏิชีวนะสามชนิดสามารถสังเคราะห์ได้อย่างเต็มที่ภายใต้สภาวะบางสิ่ง โดยมีอัตราการกําจัด COD มากกว่า 80%เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกําจัดของ Fenton reagent, แสงอัลตราไวโอเล็ต (UV) ได้ถูกนํามาใช้ ซึ่งสามารถลดปริมาณของ Fe2+ และส่งเสริมการสังเคราะห์ของ H2O2 เป็นรังสรรไฮโดรไซลที่ออกซิเดนสูงซึ่งสามารถทําให้สารอินทรีย์อุดมสมบูรณ์และไม่อินทรีย์บางคนได้ใช้มันในการบําบัดน้ําเสียสีอะโซในระยะลึก และผลงานแสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณของสีอะโซอยู่ที่ 400mg/Lวิธี UV Fenton สามารถบรรลุอัตราการเปลี่ยนสีในน้ําเสียได้มากกว่า 95%อย่างไรก็ตามวิธีนี้ไม่มีประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ และค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์การกําจัดส่งผลให้เกิดการบริโภคพลังงานสูงระหว่างการทํางานของอุปกรณ์, ซึ่งจํากัดการใช้งานของมัน วิธี O3/UV ถูกนํามาใช้ครั้งแรกโดย Garrison et al. ในการบําบัดน้ําเสียที่มีเกลือไซอันด์เหล็กที่ซับซ้อนและพบว่า การแยกรังสี UV จาก O3 สามารถเพิ่มอัตราการออกซิเดนได้ 10-104 เท่า. Jia Quan ใช้วิธีออกซิเดชั่นที่ทันสมัย เช่น O3/UV และ O3/H2O2 เพื่อหยุดการรักษาน้ําเสียสี ผลแสดงว่าเมื่อค่า pH เป็น 8 และเวลาปฏิกิริยาเป็น 2 ชั่วโมงเทคโนโลยีการออกซิเดชั่นที่ก้าวหน้าของ O3/UV มีอัตราการเปลี่ยนสี 980.3% และอัตราการกําจัด COD ของ 67.0% สําหรับน้ําเสียสี.วิธีการออกซิเดชั่นด้วยสารปรับแสงสําหรับการบําบัดน้ําเสียจากยาปฏิชีวนะมีข้อดีของสภาพปฏิกิริยาที่อ่อนแอ, การทําลายล้างอย่างละเอียดและการใช้งานที่ดี Sood et al. สัมผัส Bi2O3 / TiO2 โฟโตคาตาลิสเตอร์โดยวิธีการไฮโดเทอร์มัลและใช้ photocatalyst เพื่อสังเคราะห์น้ําเสียของยาปฏิชีวนะล็อกซาซีนแบบจําลองผลการทดลองแสดงว่าหลังจากการรักษาด้วยแสง 2 ชั่วโมง อัตราการสังเคราะห์ของโล็กซาซีนอยู่ที่ 92%การออกซิเดชั่นแบบ photocatalytic ได้แสดงผลดีในการรักษาน้ําเสียด้วยยาฆ่าแมลง, โดยเฉพาะน้ําเสียของยาฆ่าแมลงที่มีสารออร์แกนฟอสฟอรัส, ด้วยประสิทธิภาพการทําลายที่พึงพอใจ, อัตราการกําจัด COD และ TOCวิธีการออกซิเดชั่นด้วยสารปรับแสงมีข้อดีบางอย่างในการบําบัดน้ําเสียอินทรีย์แต่ปัญหาหลัก ๆ คือ ค่าใช้จ่ายในการจัดเตรียมแมลงกราฟสูง อัตราการใช้พลังงานแสงต่ํา การผลิตผลิตสารกลางที่เป็นพิษมากขึ้น และการฟื้นฟูแมลงกราฟที่ยากดังนั้น, การวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้วิธีการออกซิเดนแบบ photocatalytic obstacle เป็นสิ่งที่จําเป็นวิธีการออกซิเดชั่นอากาศเปียกถูกนํามาใช้ในปี 1950 และได้รับความสนใจการวิจัยที่สําคัญทั้งในประเทศและต่างประเทศในช่วงปีที่ผ่านมาญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกาได้นํามันมาใช้ในการบําบัดน้ําอุตสาหกรรมและรังสรรที่อิสระหลายชนิดถูกใช้เป็นสารออกซิเดนต์ในการกําจัดสารก่อกัดอินทรีย์วิธีการออกซิเดชั่นแบบเปียก ผสมน้ําเสียที่มีสารปนเปื้อนอินทรีย์กับอากาศหรือออกซิเจน และออกซิเดชั่นสารประกอบอินทรีย์ในน้ําเสีย ภายใต้อุณหภูมิสูงและความดันสูง (150-350 °C, 0.2 °C)5-20MPa) สภาพวิธีการออกซิเดนอากาศที่เปียกมีข้อดีของการออกซิเดนสารพิษอย่างสมบูรณ์แบบและมลพิษทางสองอย่างน้อย และสามารถกําจัดสารพิษที่ยากที่จะบีโอสลายได้อย่างมีประสิทธิภาพแต่วิธีนี้ยังมีข้อจํากัดบางอย่างการตอบสนองต้องหยุดภายใต้อุณหภูมิสูงและสภาพความดันสูงซึ่งอาจทําให้อุปกรณ์เกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรง และต้องลงทุนอย่างมากในระบบการทํางานของอุปกรณ์ดังนั้นมันมีข้อจํากัดบางอย่างในการใช้งานในอุตสาหกรรม ในกระบวนการปฏิกิริยาออกซิเดนที่ชื้นคาตาไลสเตอร์ที่เหมาะสมสามารถสั้นเวลาปฏิกิริยาและทําให้สภาพปฏิกิริยาง่ายขึ้นคาตาเลสต์แบบเดียวกันที่มีอยู่ประกอบด้วยโลหะข้ามโลหะโลหะอันมีค่าโลหะแร่แร่แร่หายาก และออกไซด์และเกลือของมัน การรีไซเคิลคาตาเลสต์แบบไม่เหมือนกัน ได้ดึงดูดความสนใจมากขึ้นโดยปกติใช้วัสดุ เช่น ซิลิกาเจล, ธาตุหินกระตุ้น, ดิน diatomaceous, อลูมินัส, ฯลฯ เป็นตัวนําในการบรรทุกโลหะประเภทที่ทํางานต่าง ๆ และออกไซด์ของพวกเขาเพื่อหยุดปฏิกิริยาเรือนกระตุ้นวิธีออกซิเดนอากาศเปียกใช้ในการรักษาน้ําเสียของยาฆ่าแมลง โดยการนําอากาศเข้าอย่างต่อเนื่องภายใต้อุณหภูมิและความดันสูง, ซึ่งสามารถออกซิเดนสารอินทรีย์ในน้ําเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ เป็นสารอินทรีย์โมเลกุลขนาดเล็ก และแม้กระทั่งเป็นสารอินทรีย์โดยสิ้นเชิงสารประกอบอินทรีย์ที่มีฟอสฟอรัสถูกออกซิเดนเพื่อสร้างกรดฟอสฟอริกนอกจากน้ําเสียจากยาฆ่าแมลง, น้ําเหลืองดําจากผงกระดาษ, น้ําเสียจากก๊าซถ่านหิน, น้ําเสียจากเครื่องเทศ, ฯลฯสามารถรักษาด้วยวิธีการออกซิเดชั่นด้วยอากาศเปียกได้ซึ่งมีผลดีต่อการกําจัดสารปนเปื้อนทางอินทรีย์ในน้ําเสียอุตสาหกรรม เช่น ยา, การผลิตกระดาษ, เส้นใย, อัลโคฮอล์, การพิมพ์และการสี

3การออกซิเดชั่นทางเคมีไฟฟ้าและการออกซิเดชั่นทางไฟฟ้าเป็นวิธีออกซิเดชั่นที่ก้าวหน้าที่ได้รับความสนใจมากในช่วงปีที่ผ่านมา 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, เปลี่ยนแปลงให้เป็นสารกลางโมเลกุลขนาดเล็กที่ไม่เป็นพิษหรือมีพิษต่ํา และในที่สุดเป็นสารไม่อินทรีย์โดยสิ้นเชิงการพัฒนาอิเล็กตรอดที่มีผลประกอบการกระตุ้นที่มีประสิทธิภาพเป็นด้านสําคัญที่สุดของวิจัยการออกซิเดนของไฟฟ้ากระตุ้นปัจจุบันวัสดุไฟฟ้า เช่นไฟฟ้าคาร์บอน ไฟฟ้าประกอบไม่เป็นโลหะและอิเล็กทรอัดเคลือบทิตาเนียมได้ศึกษาและนําไปใช้อย่างกว้างขวางทั้งในประเทศและต่างประเทศ.Li Hongbo ใช้ปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีขัดขวางที่มีอิเล็กตรอด Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2 เป็นอะโนดและแผ่นเหล็กไร้ขัดเป็นคาโทด เพื่อจําลองการทําลายของกรดไอโซฟตาลในน้ําเสียอัตราการกําจัดสารอินทรีย์ในน้ําเสียจากกรดไอโซฟตาลิกที่มีปริมาณเริ่มต้น 250mg/L มากกว่า 80%บางคนในต่างประเทศยังใช้อิเล็กทรอัดฟิล์มเพชรที่มีโบรอนด๊อปเป็นแอโนดในการบําบัดน้ําเสียของยาฆ่าแมลงที่มีคลอรไพริโฟสที่มี COD เริ่ม 450mg / Lผลการทดลองแสดงว่าสารอินทรีย์สามารถออกซิเดอร์และละลายได้อย่างสมบูรณ์แบบในเวลาเพียง 6 ชั่วโมงข้อมูลอิเล็กตรอดเพชร/สแตนเลสที่มีโบรอน (BOR) สําหรับการบําบัดน้ําเสียที่มีสารปฏิชีวนะซัลฟอนามิด 5 ชนิดผลการทดลองแสดงให้เห็นว่ากลไกการทําลายของยาปฏิชีวนะซัลฟอนามิดเป็นสาเหตุหลัก ๆ ของการโจมตีของรังสีไฮโดรไซลต่อพันธะ S-N และแหวนเบนเซนวิธีการออกซิเดนแบบไฟฟ้ากระตุ้นมีผลการย่อยสลายที่ดีบนส่วนผสมอินทรีย์บางส่วนที่มีความมั่นคงทางโครงสร้างและยากที่จะย่อยสลายในขณะเดียวกัน การดําเนินงานก็ค่อนข้างยุ่งยาก ค่าใช้จ่ายในการดําเนินงานก็ไม่สูง และมันง่ายที่จะบรรลุการควบคุมอัตโนมัติ ซึ่งมีโอกาสการใช้งานที่ดีเทคโนโลยี AOPs ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางในประเทศรุ่งเรือง เช่นยุโรป, อเมริกา, และญี่ปุ่น และได้รับการนําไปใช้อย่างแพร่หลายในหลายสาขาอุตสาหกรรม เช่น ปิโตรเคมี, ยา, อาหาร, และการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมปัจจุบันส่วนใหญ่จํากัดกับการทดลองและการวิจัยในห้องปฏิบัติการ- อันดับแรก มีการขาดการวิจัยอย่างเป็นระบบและลึกซึ้งเกี่ยวกับเทอร์โมไดนามิกส์, คีเนติกส์ และด้านอื่น ๆ ของกระบวนการ AOPsเนื่องจากสภาพต่าง ๆ ของระบบปฏิกิริยา เช่น อุณหภูมิและความดัน, ซึ่งต้องการความต้องการอุปกรณ์สูง เช่น ความต้านทานต่อการกัดสั่น ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง และความต้านทานต่อความดันสูง, มันยังเพิ่มความยากลําบากในการควบคุมและการทํางานกระบวนการส่งผลต่อการใช้เทคโนโลยี AOP ในปฏิบัติการ.