Очистка сточных вод фармацевтических предприятий
Технологии интенсивного окисления или AOP (Advanced Oxidation Process), использующие мощные гидроксильные или сульфатные радикалы в качестве основного окислителя, были впервые предложены в 1980-х годах для очистки питьевой воды. Позже AOP стали широко применять для очистки различных типов сточных вод, поскольку сильные окислители могут легко разлагать стойкие органические загрязнители и удалять некоторые неорганические загрязнители из промышленных сточных вод. В том числе AOP применяется для обработки сточных вод фармацевтических предприятий и очистки фильтрата полигонов ТБО.
Интенсивный процесс окисления AOP
В отличие от обычных окислителей, таких как хлор и озон, которые выполняют двойную роль обеззараживания и дезинфекции, AOP технологии окисления применяют в первую очередь для удаления органических соединений из воды и сточных вод. Когда AOP применяются для очистки сточных вод, OH— радикалы, как мощный окислитель, в достаточной степени разрушают органические вещества и преобразуют их в менее и даже нетоксичные продукты, тем самым решая задачу очистки сточных вод.
Гидроксильный радикал является наиболее реакционноспособным окислителем при очистке воды, с потенциалом окисления от 2,8 В (рН 0) до 1,95 В (рН 14) по сравнению с SCE (насыщенный каломельный электрод), наиболее часто используемый электрод сравнения. OH— радикал неселективный и обладает высокой скоростью реакции 108-1010 М−1 с−1. Гидроксильные радикалы разрушают органические соединения четырьмя основными путями: присоединение радикалов, отвод водорода, перенос электронов и комбинация радикалов.
|
Скорости химических реакций органических соединений с озоном и радикалами ОН—, М-1с-1 |
||
| Соединение | Озон | ОН— |
| Спирты | 10-2 — 1 | 108 — 109 |
| Альдегиды | 10 | 109 |
| Насыщенные углеводороды | 10-2 | 108 — 109 |
| Ароматические углеводороды | 1 — 10-2 | 108 — 1010 |
| Карбоновые кислоты | 10-3 — 10-2 | 109 — 1011 |
| Кетоны | 1 | 108 — 1010 |
| Фенолы | 103 | 108 — 1010 |
Их реакции с органическими соединениями приводят к образованию углерод-центрированных радикалов (R· или R·–OH). С помощью O2 эти радикалы с углеродным центром могут быть преобразованы в органические пероксильные радикалы (ROO·). Все радикалы далее вступают в реакцию, сопровождающуюся образованием более реакционноспособных частиц, таких как H2O2 и супероксид (O2•−), что приводит к химическому разложению и даже минерализации этих органических соединений. Поскольку гидроксильные радикалы имеют очень короткий срок службы, они образуются только in situ во время нанесения различными способами, включая комбинацию окислителей (таких как H2O2 и O3), облучение (такое как ультрафиолетовый свет или ультразвук) и катализаторы (такие как Fe2+). Механизмы образования гидроксильных радикалов основных АОП для очистки сточных вод кратко изложены ниже.
..