氧化工藝有哪些

　　去除水中CODcr的氧化工藝主要有三種，即Fenton氧化工藝、ClO2催化氧化工藝和O3催化氧化工藝，現(xiàn)針對以上三種催化氧化工藝進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選。

　　a）Fenton氧化工藝

　　亞鐵鹽和過氧化氫的組合稱為Fenton試劑,它能有效氧化去除傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)無法去除的難降解有機(jī)物,其實(shí)質(zhì)是H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有高反應(yīng)活性的羥基自由基(?OH)，?OH可與大多數(shù)有機(jī)物作用使其降解。

　　Fenton氧化工藝特點(diǎn)

　　1）氧化無選擇性，對有機(jī)物去除能力強(qiáng)；

　　2）有機(jī)物最終分解成CO2和H2O，無有毒有害中間產(chǎn)物，安全環(huán)保；

　　3）需要污水的pH值在2～4之間，需要將污水調(diào)成酸性，氧化結(jié)束再調(diào)到中性；

　　4）徹底降解COD所需的藥劑單耗高，造成處理成本高；

　　5）反應(yīng)迅速時(shí)間短。

　　Fenton氧化適用場合高，造成處理成本高；

　　Fenton試劑氧化法由于需要調(diào)酸、調(diào)堿，藥劑單耗量大、反應(yīng)時(shí)間長，難以在大中型污水處理廠應(yīng)用。

　　Fenton試劑氧化法適用于來水呈酸性的小微型污水處理廠，特別適用于一些染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥中間體企業(yè)的的酸性污水處理。

　　b）ClO2催化氧化工藝

　　二氧化氯催化氧化法是水處理高級氧化技術(shù)之一，它是在化學(xué)氧化法的基礎(chǔ)上改進(jìn)、發(fā)展起來的。二氧化氯催化氧化的原理就是在表面催化劑存在的條件下，利用強(qiáng)氧化劑—二氧化氯在常溫常壓下催化氧化廢水中的有機(jī)污染物，直接將有機(jī)污染物氧化成為二氧化碳和水，或?qū)⒋蠓肿佑袡C(jī)污染物氧化成小分子有機(jī)污染物，提高廢水的可生化性，能較好地去除有機(jī)污染物。

　　ClO2催化氧化工藝的特點(diǎn)

　　1）ClO2氧化能力持久；

　　2）ClO2與有機(jī)物反應(yīng)幾乎不產(chǎn)生發(fā)散性有機(jī)氯化物，不產(chǎn)生有致癌作用的三氯甲烷；

　　3）與有機(jī)物的反應(yīng)具有顯著的選擇性，氧化能力與有機(jī)物上取代基的種類相關(guān)性較大。高效催化劑的使用克服了其對有機(jī)物氧化的選擇性；

　　4）對有機(jī)物的降解以生成氧基團(tuán)的小分子化合物為主，從而能提高污水BOD5值、改善可生化性；

　　5）需要污水的pH值偏酸性（在6左右），需要將污水調(diào)成酸性，氧化結(jié)束再調(diào)到中性。

　　6）反應(yīng)時(shí)間：在45~60min。

　　ClO2催化氧化的適用場合

　　由于二氧化氯催化氧化技術(shù)需要污水的pH值偏酸性(在6左右)，需要將污水調(diào)成酸性，氧化結(jié)束再調(diào)到中性，限制了其在大中型污水處理廠的應(yīng)用。

　　又由于二氧化氯與有機(jī)物的反應(yīng)具有顯著的選擇性，需要選擇合適的催化劑，在實(shí)際應(yīng)用中催化劑的選型工作復(fù)雜而困難，又限制了其在工業(yè)污水上的推廣應(yīng)用。

　　目前，二氧化氯催化氧化技術(shù)成功應(yīng)用的領(lǐng)域有：

　　1）在煤氣廢水、高濃度含氰廢水、對氨基苯甲醚廢水、苯酚甲醛廢水及印染廢水的處理均取得了較好的效果，能除去大部分難降解有機(jī)污染物、并提高污水的可生化性；

　　2）對于易氧化的水溶性染料如陽離子染料、偶氮染料和易氧化的水不溶性染料如硫化染料等都有良好的脫色和去除COD的效果。

　　c）O3催化氧化工藝

　　臭氧催化氧化是利用臭氧在催化劑作用下產(chǎn)生的羥基自由基[?OH]氧化分解水中有機(jī)污染物，由于?OH的氧化能力極強(qiáng)，且氧化反應(yīng)無選擇性，所以可快速氧化分解絕大多數(shù)有機(jī)化合物（包括一些高穩(wěn)定性、難降解的有機(jī)物）。

　　負(fù)載金屬的活性炭催化劑是由微小結(jié)晶和非結(jié)晶部分混合組成的復(fù)合物，催化劑表面含有大量的酸性或堿性基團(tuán)。這些酸性或堿性基團(tuán)的存在特別是羥基、酚羥基的存在，使催化劑不僅具有吸附能力，而且還具有催化能力。臭氧/催化劑協(xié)同作用過程中，在催化劑的作用下使臭氧分解產(chǎn)生[?OH]從而引發(fā)鏈反應(yīng)，此反應(yīng)還會產(chǎn)生十分活潑的、具有強(qiáng)氧化能力的單原子氧[?O]。

　　臭氧催化氧化特點(diǎn)

　　1）對有機(jī)污染物氧化能力極強(qiáng)，除去有機(jī)物能力強(qiáng)；

　　2）催化劑的參與，氧化選擇性大大降低，幾乎廣譜適用；

　　3）有機(jī)物最終分解成CO2和H2O，無有毒有害中間產(chǎn)物，安全環(huán)保；

　　4）pH值在中性或堿性均可，無需調(diào)節(jié)污水pH值；

　　5）臭氧發(fā)生器以電能和空氣產(chǎn)生臭氧，無化學(xué)藥劑，現(xiàn)場安全衛(wèi)生；

　　6）氧化反應(yīng)時(shí)間較短，一般控制在30min左右，反應(yīng)器容積較小。

　　臭氧催化氧化適用場合

　　由于存在以上特點(diǎn)，臭氧催化氧化技術(shù)幾乎適用于所有性質(zhì)污水的大、中、小型污水處理廠的CODcr降解。

　　氧化處理和發(fā)黑處理區(qū)別在哪

　　在日常生活中會遇到各種各樣的顏色，每個人都有自己喜歡的顏色，在這其中有很多人會對黑色特別的喜歡，不管是設(shè)計(jì)大師還是普通人，有的人對黑色甚至是著迷。

　　不管是經(jīng)典的黑色服裝，還是黑色的家居用品，汽車，藝術(shù)品等等，黑色都有著非常重要的地位。

　　因其黑色在生活生產(chǎn)中的廣泛使用，特別是在各種金屬中的使用，也就發(fā)展出了一種表面處理工藝，這就是發(fā)黑處理。

　　什么是發(fā)黑處理

　　各種鋼鐵產(chǎn)品在與空氣長時(shí)間接觸后，會在表面自然形成一層氧化物薄膜，但這層薄膜并不是很完整和致密，所以很容易就造成鋼鐵從表面開始被氧化和腐蝕。

　　發(fā)黑處理是利用多種化學(xué)物質(zhì)，在金屬表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使其表面附著一層黑色的氧化薄膜。

　　發(fā)黑處理的目的是為了讓金屬件不受氧化，以達(dá)到讓金屬件與空氣完全隔絕，提高防銹能力，發(fā)黑處理后還可以增加金屬件表面光澤讓其更美觀，并且還可以減少部分內(nèi)在或者外力對工件造成的變形。

　　由于發(fā)黑處理有著諸多的優(yōu)點(diǎn)，如加工時(shí)間短，成本低，操作簡單安全等等，所以在金屬表面處理中廣泛使用；但同時(shí)發(fā)黑處理的缺點(diǎn)也特別明顯，就是污染比較嚴(yán)重。

　　發(fā)黑處理方法

　　早期，對鋼材的表面發(fā)黑處理采用的是，涂瀝青或者油漆，然后干燥后就可以附著在鋼材的表面，以達(dá)到防腐蝕的作用。

　　現(xiàn)在常用的發(fā)黑處理方法有兩種。

　　一種是利用堿性加溫讓金屬表面發(fā)黑，高碳鋼常用這種一發(fā)黑工藝。

　　另一種是利用常溫發(fā)黑，低碳鋼常用這種發(fā)黑工藝效果較好。

　　鋼鐵產(chǎn)品表面的發(fā)黑處理，也會被稱為發(fā)藍(lán)處理，表面那層致密而光滑的氧化層是四氧化三鐵，也就是靠它來保護(hù)工件內(nèi)部不被氧化的。

　　在高溫550℃下，氧化后的四氧化三鐵會呈現(xiàn)出天藍(lán)色，所以就被稱為發(fā)藍(lán)處理。

　　而在低溫350℃下，氧化后的四氧化三鐵會呈現(xiàn)出黑色，所以就被稱為發(fā)黑處理。

　　發(fā)黑氧化膜的形成

　　是否能在鋼鐵工件表面氧化致密而又均勻的四氧化三鐵，關(guān)鍵是要選用合適的氧化劑，而通常會選用由氫氧化鈉，亞硝酸鈉以及磷酸三鈉所組成的氧化劑。

　　發(fā)藍(lán)處理時(shí)會用加熱后熔化的液體氧化劑去處理工件，而在發(fā)黑時(shí)則會使用水溶液氧化劑去處理工件。

　　常用的發(fā)黑溶液成分，除了由三種原料組成的氧化劑外，還要加上一定比例的水，溶液的密度在1.4g/cm3，沸點(diǎn)在130℃，在這樣的溶液下，工件就可以進(jìn)行發(fā)黑處理了。

　　要想在工件表面獲得致密而光亮的四氧化三鐵薄膜，三種氧化劑原料的比例也非常重要。

　　當(dāng)氫氧化鈉，亞硝酸鈉以及磷酸三鈉這三種化學(xué)物質(zhì)混合在一起后，就會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成四氧化三鐵，遇到鋼鐵工件后就會附著在其表面形成無數(shù)個結(jié)晶體，隨著這種結(jié)晶體越來越多，最后連成一片就會在工件表面形成一層氧化薄膜層。

　　發(fā)黑工藝流程

　　工件裝夾

　　首先要根據(jù)工件的尺寸和形狀，設(shè)計(jì)出專用的夾具，最終能讓工件在溶液中能夠每一個部位都能被氧化，沒有氧化死角。

　　除油

　　由于工件表面會存在油污，如果不能去除油污不但會影響發(fā)黑處理的質(zhì)量，還會污染整池的除油液。

　　將除油溶液加溫到90℃左右后，將工件放入其中靜置30分鐘左右，最終以工件完全除油干凈為準(zhǔn)，是否除油干凈需要靠操作者的經(jīng)驗(yàn)觀察，一般是通過觀察水泡從工件表面均勻散開，沒有聚集顯現(xiàn)即可。

　　酸洗

　　酸洗的目的是去除掉工件表面的氧化皮和銹跡，即便觀察不到工件表面有銹跡也應(yīng)該進(jìn)行酸洗，可以讓其在發(fā)黑處理前更干凈，這樣有利于氧化，也不會影響發(fā)黑處理的質(zhì)量。

　　酸洗液一般采用濃度在15%左右的工業(yè)濃鹽酸，將工件完全放置于溶液中30分鐘左右。

　　發(fā)黑處理（氧化）

　　經(jīng)過除油，酸洗后干凈的工件就可以進(jìn)行發(fā)黑處理了。

　　發(fā)黑時(shí)的溶液溫度在130℃左右，發(fā)藍(lán)的溫度在550℃，還要通過不同工件材料來控制浸入的時(shí)間。

　　對于一些發(fā)黑要求較高的工件，第一次發(fā)黑后拿出來酸洗，并再次發(fā)黑處理，如此反復(fù)多次后，就能夠得到色澤均勻致密的氧化膜了。

　　后續(xù)加工

　　通過發(fā)黑處理后，將工件從發(fā)黑溶液池中取出，用清水將工件表面的化學(xué)溶液沖洗干凈。

　　通過烘烤或者吹風(fēng)的方式將工件表面的水分去除干凈，還要將工件放入皂化液中浸泡，以及涂敷上一層油，這些工序都是為了提高工件的防腐蝕能力，并且增加其表面的光澤度讓其更美觀。

　　最后通過外觀檢查，耐腐蝕和附著力測試，一個通過發(fā)黑處理后合格的工件就完成了。

　　鋼鐵可以說是當(dāng)今最重要的材料，但是表面容易受到腐蝕，也是鋼鐵材料所遇到的重要問題，一段時(shí)間內(nèi)甚至阻礙了鋼鐵的快速發(fā)展。

　　所以也就誕生了很多種鋼材表面處理工藝，完美的解決了鋼材遇到的這個問題，發(fā)黑處理就是這其中使用最廣泛的一種鋼材表面處理工藝。

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