CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC QUÁ TRÌNH OXI HÓA NÂNG CAO
Định nghĩa
Các quá trình oxi hóa nâng cao là những quá trình phân hủy oxi hóa dựa vào gốc tự do hoạt động hydroxyl *HO được tạo ra ngay trong quá trình xử lý.
Gốc hydroxyl *HO là một tác nhân oxi hóa mạnh nhất trong số các tác nhân oxi hóa được biết từ trước đến nay. Thế oxi hóa của gốc hydroxyl *HO là 2,8V, cao nhất trong số các tác nhân oxi hóa thường gặp. Thế oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa thường gặp được trình bảy ở bảng 1.1.
Bảng 1.1. Khả năng oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa
|
Tác nhân oxy hóa |
Thế oxi hóa (V) |
|
Gốc hydroxyl Ozon Hydrogen peroxit Permanganat Hydrobromic axit Clo dioxit Hypocloric axit Hypoiodic acid Clo Brom Iod |
2,80 2,07 1,78 1,68 1,59 1,57 1,49 1,45 1,36 1,09 0,54 |
(Nguồn: Zhou, H. and Smith, D.H., 2001)
Đặc tính của các gốc tự do là trung hòa về điện. Mặt khác, các gốc này không tồn tại có sẵn như những tác nhân oxi hóa thông thường, mà được sản sinh ngay trong quá trình phản ứng, có thời gian sống rất ngắn, khoảng vài nghìn giây nhưng liên tục được sinh ra trong suốt quá trình phản ứng.
Phân loại
Theo cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (USEPA), dựa theo đặc tính của quá trình có hay không có sử dụng nguồn năng lượng bức xạ tử ngoại UV mà có thể phân loại các quá trình oxi hóa nâng cao thành hai nhóm:
Ø Các quá trình oxi hóa nâng cao không nhờ tác nhân ánh sáng
Các quá trình oxi hóa nâng cao không nhờ tác nhân ánh sáng là các quá trình không nhờ năng lượng bức xạ tia cực tím UV trong quá trình phản ứng và chúng được liệt kê ở bảng 1.2.
Bảng 1.2. Các quá trình oxi hóa nâng cao không nhờ tác nhân ánh sáng
|
TT |
Tác nhân phản ứng |
Phản ứng đặc trưng |
Tên quá trình |
|
1 |
H2O2 và Fe2+ |
H2O2 + Fe2+ |
Fenton |
|
2 |
H2O2 và O3 |
H2O2 + 2O3 |
Peroxon |
|
3 |
O3 và các chất xúc tác |
3O3 + H2O |
Catazon |
|
4 |
H2O và năng lượng điện hóa |
H2O |
Oxi hóa điện hóa |
|
5 |
H2O và năng lượng siêu âm |
H2O (20- 40 kHz) |
Siêu âm |
|
6 |
H2O và năng lượng cao |
H2O ( 1-10 Mev) |
Bức xạ năng lượng cao |
Fe3+ + OH- + *HOØ Các quá trình oxi hóa nâng cao nhờ tác nhân ánh sáng
Các quá trình oxi hóa nâng cao nhờ tác nhân ánh sáng là các quá trình nhờ năng lượng bức xạ tia cực tím UV, bao gồm các quá trình được trình bày ở bảng 1.3
Bảng 1.3. Các quá trình oxi hóa nâng cao nhờ tác nhân ánh sáng
|
TT |
Tác nhân phản ứng |
Phản ứng đặc trưng |
Tên quá trình |
|
1 |
H2O2 và năng lượng photon UV |
H2O2 ( |
UV/H2O2 |
|
2 |
O3 và năng lượng photon UV |
O3 + H2O ( |
UV/O3 |
|
3 |
H2O2/O3 và năng lượng photon UV |
H2O2 +O3 + H2O |
UV/H2O2+ O3 |
|
4 |
H2O2/Fe3+ và năng lượng photon UV |
Fe3++H2O Fe2+ + H2O2 |
Quang Fenton |
|
5 |
TiO2 và năng lượng photon UV |
TiO2 ( h+ + H2O h+ + OH- |
Quang xúc tác bán dẫn |
Tình hình nghiên cứu, áp dụng các quá trình oxi hóa nâng cao hiện nay
Nhờ ưu thế nổi bật trong việc loại bỏ chất ô nhiễm hữu cơ, đặc biệt là những chất hữu cơ khó phân hủy sinh học (POP) quá trình oxi hóa nâng cao dựa trên gốc tự do *HO được xem như một “chìa khóa vàng” để giải các bài toán đầy thách thức của thế kỷ cho ngành xử lý nước và nước thải hiện nay. Đó là lý do tại sao ngày nay các quá trình AOP còn được mệnh danh là các quá trình xử lý nước của thế kỷ 21.
HOTLINE: 0903 018 135
Email: [email protected]
Tư vấn miễn phí:
CÔNG TY TNHH MÔI TRƯỜNG XUYÊN VIỆT
Địa chỉ: 537/18/4 Nguyễn Oanh, Phường 17, Quận Gò Vấp, TP.HCM
(Địa chỉ cũ: B30 Khu Chung Cư An Lộc, Phường 17, Quận Gò Vấp, TPHCM)
Điện thoại: (+84) 028 3895 3166
Hotline: 0903.018.135 - 0918.280.905
Email: [email protected] - [email protected]
Fax: (+84) 028 3895 3188
Chúng tôi rất vui được giải đáp những thắc mắc của bạn. Trân trọng!