氧化工艺去除水中 CODcr：Fenton、ClO2、O3 催化氧化工艺经济技术比选

氧化工艺去除水中 CODcr：Fenton、ClO2、O3 催化氧化工艺经济技术比选

氧化过程有哪些？

去除水中CODcr的氧化工艺主要有三种，即氧化工艺、ClO2催化氧化工艺和O3催化氧化工艺，现对上述三种催化氧化工艺进行经济技术比较。

a) 氧化过程

亚铁盐和过氧化氢的组合被称为试剂，可以有效氧化去除传统污水处理技术无法去除的难降解有机物。其实质是H2O2生成活性极高的羟基自由基（•OH），•OH可以和大多数有机物发生反应，使其降解。

氧化过程特点

1）氧化具有非选择性，去除有机物的能力强；

2）有机物最终分解为CO2和H2O，不产生任何有毒有害的中间产物，安全环保；

3）污水的pH值需要在2~4之间，需先将污水调节为酸性，氧化后再调节为中性；

4）完全降解COD所需药剂单位消耗量高，导致处理成本高；

5）反应速度快，响应时间短。

氧化法应用广泛，处理成本高；

药剂氧化法需要进行酸碱调节，药剂消耗量大，反应时间长，难以在大中型污水处理厂推广应用。

药剂氧化法适用于水质为酸性的小型、微型污水处理厂，特别适合一些染料、农药、医药中间体企业的酸性污水处理。

b) ClO2催化氧化过程

二氧化氯催化氧化是水处理高级氧化技术之一，是在化学氧化基础上改进和发展起来的。二氧化氯催化氧化的原理是利用强氧化剂—二氧化氯在常温常压下对废水中的有机污染物进行催化氧化，将有机污染物直接氧化成二氧化碳和水，或将大分子有机污染物氧化成小分子有机污染物，从而提高废水的可生化性。能有效去除有机污染物。

ClO2催化氧化过程的特点

1）ClO2的氧化能力持久；

2）ClO2与有机物反应几乎不生成弥散性有机氯化物，也不生成致癌的氯仿；

3）与有机物的反应具有明显的选择性，且氧化能力与有机物上取代基的类型高度相关，采用高效的催化剂可以克服其对有机物氧化的选择性；

4）有机物的降解主要是生成含氧基团的小分子化合物，从而提高污水的BOD5值，提高可生化性；

5）污水pH值需呈酸性（6左右），氧化完成后需将污水调至酸性再调至中性。

6）反应时间：45~60min。

ClO2催化氧化适用场合

由于二氧化氯催化氧化技术要求污水的pH值呈酸性（6左右），氧化后需将污水调节至酸性，再调节至中性，限制了其在大中型污水处理厂的应用。

由于二氧化氯与有机物的反应选择性强，需要选择合适的催化剂，实际应用中催化剂的选择复杂、困难，限制了其在工业废水中的应用。

目前二氧化氯催化氧化技术已成功应用的领域包括：

1）在煤气废水、高浓度含氰废水、对氨基苯甲醚废水、苯酚甲醛废水及印染废水的处理中取得了良好的效果，能去除大部分难降解有机污染物，提高废水的可再生性；

2）对阳离子染料、偶氮染料等易氧化水溶性染料和硫化染料等易氧化水不溶性染料有良好的脱色和COD去除效果。

c) O3催化氧化过程

臭氧催化氧化是利用臭氧在催化剂作用下产生的羟基自由基[•OH]对水中的有机污染物进行氧化分解，由于•OH具有极强的氧化能力，且氧化反应是非选择性的，因此能快速氧化分解大部分有机污染物和有机化合物（包括一些稳定性极高、难降解的有机物）。

负载金属活性炭催化剂是由微小晶体和非结晶部分组成的复合物，催化剂表面含有大量的酸性或碱性基团，这些酸性或碱性基团特别是羟基、酚羟基的存在，使得催化剂不仅具有吸附能力，还具有催化能力，在臭氧/催化剂协同作用过程中，臭氧被催化剂分解生成[•OH]，从而引发链式反应，此反应还生成非常活泼、有强氧化能力的单原子氧[•O]。

臭氧催化氧化的特点

1）对有机污染物有较强的氧化能力，去除有机物能力强；

2）在催化剂的参与下，氧化选择性大大降低，并且几乎适用于很宽的光谱；

3）有机物最终分解为CO2和H2O，不产生任何有毒有害的中间产物，安全环保；

4）pH值可为中性或碱性，无须调节污水的pH值；

5）臭氧发生器利用电和空气产生臭氧，无需任何化学药剂，场地安全、卫生；

6)氧化反应时间短，一般控制在30分钟左右，反应器体积小。

臭氧催化氧化应用场合

由于以上特点，臭氧催化氧化技术适用于大、中、小型污水处理厂几乎所有类型污水的CODcr降解。

氧化处理和发黑处理有什么区别？

日常生活中，我们接触到的颜色五花八门，每个人都有自己喜欢的颜色，其中很多人就非常喜欢黑色，无论是设计大师还是普通人，甚至有人特别喜欢黑色，让人着迷。

无论是经典的黑色服饰，还是黑色的家居用品、汽车、艺术品等，黑色都占有非常重要的地位。

由于黑色在日常生活和生产中的广泛应用，特别是各种金属，因此发展了一种表面处理工艺，这就是发黑处理。

什么是发黑处理？

各种钢铁制品在长期与空气接触后，表面会自然生成一层氧化膜，但这层膜并不是十分完整和致密，所以很容易导致钢铁从表面开始被氧化腐蚀。

发黑处理是利用多种化学物质使金属表面发生化学反应，使表面附着一层黑色氧化膜。

发黑处理的目的是为了防止金属件氧化，使金属件与空气彻底隔离，提高防锈能力，发黑处理还可以增加金属表面的光泽度，使其更加美观，还可以减少一些工件因内力或外力作用而产生的变形。

由于发黑处理具有处理时间短、成本低、操作简便安全等优点，所以在金属表面处理中被广泛的应用；但同时，发黑处理的缺点也尤为明显，那就是污染比较严重。

发黑处理方法

早期是将钢材表面涂黑，然后晾干后再黏附在钢材表面，以达到防腐的效果。

常用的发黑方法有两种。

一种是利用碱性加热使金属表面发黑，这种发黑工艺常用于高碳钢。

另一种是采用常温发黑法，这种发黑工艺常用于低碳钢，效果良好。

钢铁制品表面发黑处理又叫发蓝处理，表面形成的致密光滑的氧化层为四氧化三铁，用于保护工件内部不被氧化。

在550℃的高温下，四氧化三铁被氧化后会呈现天蓝色，所以称其为发蓝处理。

在350℃的低温下，四氧化三铁被氧化后会呈现黑色，所以叫发黑处理。

黑色氧化膜的形成

能否在钢制工件表面氧化形成致密均匀的四氧化三铁，取决于选择合适的氧化剂，通常选择由氢氧化钠、亚硝酸钠和磷酸三钠组成的氧化剂。

发蓝是用加热熔融的液体氧化剂完成的，而发黑是用水溶液氧化剂完成的。

常用的发黑溶液组成，除了由三种原料组成的氧化剂外，还需要加入一定比例的水，溶液的密度为1.4g/cm³，沸点为130℃，在这样的溶液中，工件即可发黑。

为了在工件表面获得致密、光亮的四氧化三铁薄膜，三种氧化剂原料的配比也很重要。

当氢氧化钠、亚硝酸钠、磷酸三钠三种化学物质混合在一起时，会发生化学反应，生成四氧化三铁，四氧化三铁会附着在钢铁工件表面，形成无数的晶体，随着这些晶体越来越多，最终连在一起，在工件表面形成一层氧化膜。

发黑工艺

工件夹紧

首先要根据工件的尺寸、形状设计专用的夹具，使工件的每一部分都能无死角地在溶液中进行氧化。

脱脂

由于工件表面会残留油污，如果油污不能去除，不但会影响发黑处理的质量，还会污染整池脱脂液。

将脱脂液加热到90℃左右后，将工件放入其中，静置约30分钟，工件即可完全脱脂，脱脂是否完全，取决于操作人员的经验和观察，通常通过观察气泡是否从工件表面均匀扩散，而不出现聚集现象来判断。

酸洗

酸洗的目的是为了除去工件表面的氧化皮和铁锈，即使工件表面没有发现铁锈，在发黑前也要进行酸洗，使其更加干净，这样有利于氧化，也不会影响发黑处理的质量。

酸洗液一般采用浓度15%左右的工业浓盐酸，将工件完全放入溶液中浸泡约30分钟。

发黑处理（氧化）

经过脱脂、酸洗后，干净的工件就可以进行发黑处理了。

发黑溶液温度在130℃左右，发蓝溶液温度为550℃，浸泡时间也需根据不同的工件材质来控制。

对于一些对发黑要求较高的工件，可在第一次发黑后进行酸洗，然后再次进行发黑，此过程重复多次后，即可得到均匀致密的氧化膜。

后续处理

发黑处理结束后，将工件从发黑溶液池中取出，用清水冲洗掉工件表面的化学溶液。

通过烘烤或者吹风的方式除去工件表面的水分，还有将工件浸泡在皂化液中并涂上一层油，这些工序都是为了提高工件的抗腐蚀性能，增加其表面的光泽度，使其更加美观。

最后经过外观检查、耐腐蚀性能、附着力测试，经过发黑处理后即完成合格的工件。

钢铁可以说是当今最重要的材料，但是表面腐蚀的敏感性也是钢铁材料遇到的一大难题，甚至在一段时间内阻碍了钢铁的快速发展。

因此多种钢铁表面处理工艺应运而生，完美地解决了钢铁所遇到的这一难题，其中发黑处理是应用最为广泛的钢铁表面处理工艺。

全国服务热线：[ ]

全国服务热线：[ ]