No momento, as técnicas de tratamento biológico tradicionais são utilizadas principalmente para os poluentes orgânicos das águas residuais.a eficácia de algumas águas residuais com altas concentrações e estruturas químicas estáveis não é ideal, tais como as águas residuais de pesticidas, papel, impressão e tingimento.que contenham principalmente estruturas aromáticas estáveis, difíceis de degradar, com pouca biodegradabilidade e difícil eliminação.A eliminação de poluentes orgânicos nas águas residuais orgânicas dos bio-reatores (BROW) tornou-se um ponto difícil no domínio do tratamento de águas residuaisNos últimos anos, tem havido muitas pesquisas sobre os métodos de tratamento de águas residuais orgânicas recalcitrantes, tanto a nível nacional como internacional.em comparação com os métodos tradicionais de tratamento da águaOs processos de oxidação avançada (AOPs) têm atraído a atenção por suas vantagens de bom efeito de tratamento, velocidade rápida, ausência de poluição secundária e ampla aplicabilidade.Os métodos avançados de tratamento da água por oxidação apresentam, em geral, as seguintes características:A. Utilização de um grande número de radicais hidroxilo vivos com forte capacidade de oxidação como oxidantes, que podem induzir reações em cadeia de reacções de oxidação;concentração suficiente de radicais hidroxilo pode poluentes orgânicos completamente inorgânicos sem gerar poluição secundáriac. Este método pode oxidar poluentes orgânicos de diferentes concentrações na água e é igualmente eficaz para certos compostos orgânicos de baixa concentração; d.Este método pode ser utilizado isoladamente ou em combinação com outros métodos, como a biodegradação, para reduzir os custos de eliminaçãoAs tecnologias de eliminação detalhadas dos AOP são divididas em três categorias: método de oxidação tradicional avançada, método de oxidação por ar úmido e método de oxidação eletroquímica,e as suas aplicações na remoção de poluentes orgânicos das águas residuais são discutidas em pormenor.
1Os métodos de oxidação avançados comumente utilizados incluem atualmente o método Fenton, o método O3/UV, o método O3/H2O2 e o método de oxidação fotocatalítica TiO2.A aplicação do reagente Fenton na remoção por oxidação de poluentes orgânicos começou na década de 1960., quando Eisenhauer usou pela primeira vez Fe2+/H2O2 para a remoção de fenol e alquilbenzeno no tratamento de água. Emolla et al. usaram o método de oxidação de Fenton para tratar águas residuais contendo três antibióticos,Amoxicilina, ampicilina e clotrimazol, e constatou que os três antibióticos poderiam ser totalmente sintetizados em determinadas condições, com uma taxa de eliminação de DCO superior a 80%.Para melhorar a eficiência da eliminação do reagente Fenton, foi introduzida a luz ultravioleta (UV), que pode reduzir a quantidade de Fe2+ e promover a síntese de H2O2 em radicais hidroxilo altamente oxidantes,que podem tornar a matéria orgânica mais abundante e inorgânicaAlgumas pessoas o utilizaram no tratamento profundo das águas residuais de corantes azoicos e os resultados mostram que, quando a concentração de corante azoico é de 400 mg/L, a concentração de corantes azoicos é de 0,4 mg/L.O método UV Fenton pode atingir uma taxa de descoloração superior a 95% nas águas residuaisNo entanto, este método não é muito eficaz para a aplicação da energia solar e o custo dos equipamentos de eliminação é relativamente elevado.resultando num elevado consumo de energia durante a operação do equipamentoO método O3/UV foi aplicado pela primeira vez por Garrison et al. para o tratamento de águas residuais contendo sais complexos de cianeto de ferro,e descobriu-se que separar a radiação UV do O3 pode aumentar a taxa de oxidação em 10-104 vezesJia Quan utilizou métodos avançados de oxidação, tais como O3/UV e O3/H2O2, para parar o tratamento das águas residuais de corantes.A tecnologia de oxidação avançada do O3/UV tinha uma taxa de descoloração de 98Os fotocatalisadores à base de TiO2 são os fotocatalisadores mais comumente estudados para o tratamento de águas residuais.O método de oxidação fotocatalítica para o tratamento de águas residuais com antibióticos tem as vantagens de condições de reação levesSood et al. sintetizaram o fotocatalisador Bi2O3/TiO2 por método hidrotérmico,e utilizou o fotocatalisador para sintetizar águas residuais simuladas do antibiótico loxacinaOs resultados experimentais mostraram que, após 2 horas de tratamento com luz, a taxa de síntese da loxacina foi de 92%.A oxidação fotocatalítica tem dado bons resultados no tratamento das águas residuais com pesticidas, especialmente as águas residuais de pesticidas organofosforados, com uma eficiência de degradação satisfatória, taxas de remoção de DCO e TOC.O método de oxidação fotocatalítica tem certas vantagens no tratamento de águas residuais orgânicas, mas os principais problemas são o elevado custo da preparação do catalisador, a baixa taxa de aplicação da energia luminosa, a possível produção de produtos intermediários mais tóxicos e a difícil recuperação do catalisador.Por conseguinte,, são necessárias mais investigações sobre a aplicação do método de oxidação fotocatalítica por obstáculo.
2O método de oxidação do ar húmido foi introduzido na década de 1950 e tem recebido uma atenção significativa tanto a nível nacional como internacional nos últimos anos.O Japão e os Estados Unidos aplicaram-no ao tratamento industrial de águasA reação de oxidação do ar molhado também pertence à reação em cadeia de radicais livres, e vários radicais livres são usados como oxidantes para remover poluentes orgânicos.Método de oxidação a molho mistura águas residuais que contenham poluentes orgânicos com ar ou oxigénio, oxida os compostos orgânicos das águas residuais em condições de alta temperatura e alta pressão (150-350 °C, 0,5-20 MPa).O método de oxidação do ar húmido tem as vantagens de oxidação completa dos poluentes e poluição secundária mínimaNo entanto, este método também tem certas limitações.A resposta deve ser interrompida em condições de alta temperatura e alta pressãoA utilização de um sistema de controlo de desempenho, que pode causar uma corrosão grave do equipamento e exigir um grande investimento no sistema de funcionamento do equipamento, apresenta, por conseguinte, certas limitações em aplicações industriais.No processo de reacção de oxidação molhadaOs catalisadores homogêneos disponíveis incluem metais de transição, metais preciosos,Metálicos de terras raras e seus óxidos e saisA reciclagem de catalisadores heterogéneos tem atraído mais atenção, geralmente utilizando materiais como gel de sílica, carbono ativado, terra de diatomáceas, alumina, etc.como transportadores para carregar vários tipos de metais ativos e seus óxidos para parar as reações catalíticasO método de oxidação por ar húmido é utilizado para tratar as águas residuais de pesticidas através da introdução contínua de ar sob condições de alta temperatura e pressão.que pode oxidar eficientemente a matéria orgânica nas águas residuais em pequenas moléculas de matéria orgânica e até mesmo completamente inorgânicaOs compostos orgânicos que contêm fósforo são oxidados para formar ácido fosfórico, enquanto os compostos orgânicos de enxofre são oxidados para formar ácido sulfúrico.Fabricação de papel pasta de palha licor preto, as águas residuais de gás de carvão, as águas residuais de especiarias, etc., também podem ser tratadas por método de oxidação por ar húmido,que tem bons efeitos na remoção de poluentes orgânicos nas águas residuais industriais, tais como os produtos farmacêuticosA oxidação eletroquímica e a oxidação eletrocatalítica são métodos avançados de oxidação que têm atraído muita atenção nos últimos anos. They apply an external electric field and generate strong oxidizing free radicals through a series of electrode reactions inside the reaction installation to stop the oxidation and degradation of organic pollutants in sewage, transformá-los em intermediários de pequenas moléculas não tóxicos ou de baixa toxicidade e, em última análise, completamente inorgânicos.O desenvolvimento de eletrodos com desempenho catalítico eficiente é o aspecto mais importante da investigação de oxidação eletrocatalíticaAtualmente, os materiais de elétrodos, tais como elétrodos de carbono, elétrodos compostos não metálicos,e os eletrodos de revestimento à base de titânio foram amplamente estudados e aplicados tanto no mercado interno como internacionalmente.Li Hongbo utilizou um reator eletroquímico de barreira com um elétrodo Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2 como ânodo e uma chapa de aço inoxidável como cátodo para simular a degradação do ácido isoftálico nas águas residuaisA taxa de remoção da matéria orgânica nas águas residuais de ácido isoftalíco com uma concentração inicial de 250 mg/l foi superior a 80%.Algumas pessoas no estrangeiro também usam eletrodos de película de diamante dopados com boro como ânodos para tratar águas residuais de pesticidas contendo clorpirifos com uma DCO inicial de 450 mg/LOs resultados mostram que a matéria orgânica pode ser completamente oxidada e degradada em apenas 6 horas.dados de eletrodos de diamante/aço inoxidável dopados com boro utilizados para o tratamento de águas residuais que contenham cinco antibióticos sulfonamidasOs resultados experimentais mostraram que o mecanismo de degradação dos antibióticos sulfonamidas é devido principalmente ao ataque dos radicais hidroxilo às ligações S-N e anéis de benzeno.O método de oxidação eletrocatalítica tem um bom efeito de degradação em alguns compostos orgânicos estruturalmente estáveis e difíceis de degradar.Ao mesmo tempo, a operação é complicada, o custo operacional não é elevado e é fácil de obter um controlo automatizado, o que tem boas perspectivas de aplicação.A tecnologia AOPs tem recebido uma atenção generalizada em países prósperos como a Europa, América e Japão, e tem sido amplamente aplicado em muitos campos industriais, tais como petroquímica, farmacêutica, alimentos e proteção ambiental.Atualmente, limita-se principalmente a ensaios de laboratório e investigação.Em primeiro lugar, há uma falta de investigação sistemática e aprofundada sobre a termodinâmica, a cinética e outros aspectos dos processos de AOP.devido a várias condições do sistema de reação, tais como temperatura e pressão, que exigem elevados requisitos de equipamento, tais como resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas e resistência a alta pressão, também aumenta a dificuldade de controlo e funcionamento do processo,impedindo assim a aplicação da tecnologia das OPA na prática.
