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 一 前言介紹

自從工業革命以來,許多工業和科技業如雨後春筍般增長並不斷產生各式各樣商品,以提高我們的生活品質。然而,在製造過程中,許多化學品和其他有毒廢料的產生成為其副產物的一部分。大部分的有毒廢物和污染物因處置不當流入大地或水體。從過去所累積的污染物已經造成今天我們喝的水(尤其是地下水)和我們種的農作物被嚴重汙染。因此專家一直積極對於這些污染物尋求處理降解的方法減輕這些問題。在這裡我們介紹其中用於處理降解有機污染物汙染地下水和土壤的有效方法之一

過氧化氫和UV”處理法

原則上過氧化氫或紫外光可單獨使用,以促進某些污染物的降解。過氧化氫對一些鹵化合物和大多數在水性介質中的非鹵化合物(Anderson3.21)是非常強的氧化劑能夠摧毀它們。紫外線本身也可通過啟動鍵的斷裂造成非常強的分解作用。然而,污染物藉紫外線可以通過本身降解的範圍是有限的。過氧化氫對於要發生的有機污染物降解的時間可能是非常緩慢。但如將兩種方法-過氧化氫和紫外光-的組合可以創建一個非常快速和有效的廢水處理方法。

二、理論介紹

 過氧化氫和紫外光結合在一起,可形成兩個自由羥基自由基(OH • ),它是更有效的氧化劑。

 

                 H2O2 + Hν ------------------à 2OH

 

游離羥基自由基是激發態物種,因為它們是由一單電子缺乏配對且處在高能階位置,因此極其不穩定。因為它們的不穩定性,他們傾向於與它首先有接觸(WATTS 358)的化合物起反應。羥基自由基(OH • )也傾向於與水介質中的有機污染物完全氧化分解,經反應後副產物為二氧化碳、水和鹽作( Heeks SmithPerry 1991)。因此不像其他氧化物氧化後會造成更複雜的副產物所以它是相當理想的綠色氧化作用。如果過氧化氫與紫外線輻射再和臭氧催化結合反應更能提高反應處理能力(Stowell and Jensen 1991)

 處理效率依賴幾個因素。這些因素包括所用介質的光路長度(水樣的濁度),紫外光的透光係數(通常參考光分解最常利用的波長為220nm),污染物的濃度和光源的強度和波長。自由基的形成依賴UV光,高pH和低碳酸氫鹽的濃度(斯托厄爾和詹森1991

 三,設備及流程

 

在過氧化氫和紫外光過程可以通過使用稱為Ultrox系統的不銹鋼反應器中,該設備處理範圍可以從1,100L14,800L。反應器“包含垂直低壓溫汞燈於石英管內。四到八個反應器串聯,反應器數量取決於處理條件”。該處理流程可以被操作以批次,連續,或間歇性,可以完全自動化。過氧化氫直接注入流入的廢水。污染的水,然後通過紫外線燈的反應途中。也可加入臭氧,以促進該反應。

1處理設施參考圖

 

整個過程示於圖2處理流程圖。通常處理過程可以被標識為三個步驟的(1)硫化物氧化相,(2)的VOC處理階段,以及(3AOP後放流前處理的階段。在硫化物氧化階段,在地下水中的硫化物在pH9.2通過添加過氧化氫被氧化成硫酸鹽。 接者pH降低為VOC的處理階段預做準備。在VOC處理階段,揮發性有機化合物在紫外線氧化系統被破壞接者或活性炭吸附去除。在放流階段pH值升高,使得處理過的水達到中性適於放流。

 

四,結論
 
過氧化氫與UV光結合反應是一種非常有效的處理方。甚至部分處理流程可藉太陽光的紫外線以致操作費可以非常便宜,過氧化氫的成本可能非常昂貴。對於過氧化物成本範圍從USD$ 0.03至每千升USD$3.00。對於20GPD操作處理設施運行費用可高達每天USD$ 200,000的污水處理費。另外影響成本的其他因素。包括:1)汙染物的類型和污染物的濃度,2)需要的污染物的破壞的程度,及3)用於預處理和/或後處理的要求內容。

 本文翻譯來至HYDROGEN PEROXIDE & UV TREATMENT

 

A ENVE 436 Course Project Presented to Dr. Sczechowski of California Polytechnic State University San Luis Obispo Melanie Kito Hi Nguyen John Tran
December 1998