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+ Fe3+ + OH- + *HO

Fenton

2

H2O2 và O3

H2O2 + 2O3 2*HO + 3O2

Peroxon

3

O3 và các chất xúc tác

3O3 + H2 2*HO + 4O2

Catazon

4

H2O và năng lượng điện hóa

H2O   *HO + *H

Oxi hóa điện hóa

5

H2O và năng lượng siêu âm

H2O   *HO + *H

(20- 40 kHz)

Siêu âm

6

H2O và năng lượng cao

H2O   *HO + *H

( 1-10 Mev)

Bức xạ năng lượng cao

Ø  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   2*HO

( = 220 nm)

UV/H2O2

2

O3 và năng lượng photon UV

O3 + H2O   2*HO

(= 253,7 nm)

UV/O3

3

H2O2/O3 và năng lượng photon UV

H2O2 +O3 + H2O   4*HO + O2  ( = 253,7 nm)

UV/H2O2+ O3

4

H2O2/Fe3+ và năng lượng photon UV

Fe3++H2*HO +Fe2++ H+

Fe2+ + H2O2 Fe3++ OH- +*HO

Quang Fenton

5

TiO2 và năng lượng photon UV

TiO2 e- + h+

( > 387,5 nm)

h+ + H2 *HO + H+

h+ + OH-  *HO + H+

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: Moitruongxuyenviet@gmail.com

 

Tư vấn miễn phí:

CÔNG TY TNHH MÔI TRƯỜNG XUYÊN VIỆT

Địa chỉ: 191 Đường số 8, Phường 17, Quận Gò Vấp, Tp HCM

Điện thoại: (+84) 028 3895 3166

Hotline: 0903.018.135 - 0918 28 09 05

Email: moitruongxuyenviet@gmail.com

Fax: (+84) 028 3895 3188

Chúng tôi rất vui được giải đáp những thắc mắc của bạn. Trân trọng!