科创中国

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新能源及节能技术

需求背景

持久性有机污染物(POPs)是指具有持久性、高毒性、生物蓄积性,能通过大气、水系和物种迁徙进行长距离迁移并能沉积到远离其排放点的地区,随后在陆地、水域生态系统等环境中积累起来,对当地生态环境、生物体及人类健康具有严重危害的自然生成或人工合成的有机化合物。《斯德哥尔摩公约》中首批控制的持久性有机污染物主要包括三类,第一类为有机氧农药(OCPs):第二类是工业化学品,主要是多氯联苯(PCBs);第三类为副产物,主要包括二嗯英(PCDDs)和味喃(PCDFs)。而随着工业科技的发展,不断有新的化工合成物成为新的持久性污染物,许多机构和组织也在不断更新POPs的种类名录

需解决的主要技术难题

POPs一般具有抗光解性、化学分解和生物降解性,这些物质进入自然界后往往能够长期的在环境里存留,对整个生态系统的威胁长期存在。传统的水污染治理方法主要有物理吸附法、生物分解法、活性污泥法、化学氧化法、混凝法等,这些方法各自都有自身的优势与缺陷。物理吸附法和混凝法通过物理作用将污染物从待处理水体中去除,但是没有改变污染物的化学结构,不能从根本上消除污染。

期望实现的主要技术目标

生物法局限于微生物的生长代谢条件,难以去除非常规有机污染物,同时对于污废水原水的水质指标有要求。近年来,化学氧化法因对有机物进行直接、彻底的降解而受到了普遍关注,但是常用的氧化剂(Hz02、氧系、KMnO4等)的氧化能力不强、价格昂贵、不能重复利用、且有选择性等缺点而不能广泛使用。因此,开发高效、低能耗、适用范广的水污染处理技术是如今水处理技术发展的重要方向。

需求解析

解析单位：“科创中国”北京市科学技术研究院战略性新兴产业专业科技服务团（北京市科学技术研究院） 解析时间：2022-11-18

白云峰

华北电力大学

法定代表人

综合评价

在过去的几十年里,由于芬顿体系和类芬顿体系在水的深度处理中能够高效、彻底地氧化有机污染物,此类工艺得到了越来越多的关注。尽管H202是一种强氧化剂(Eo=1.78 eV),并且能够用于许多污染物的处理,但它在常规浓度范围内依然不能有效降解持久性难降解有机污染物。在酸性条件下,用过渡金属离子尤其是Fe*、臭氧以及紫外线还原激活Hz02产生轻基自由基(.HO), Eo=2.80 eV,能够从本质上提升反应体系的氧化能力33,34]。但是这种传统的均相芬顿反应体系有许多缺陷:反应速率受pH条件局限;会产生铁泥;出水有50~80 mgL"的铁,造成二次污染:重复利用活性差于是许多学者转而研究非均相芬顿体系,以克服这些缺点。非均相的芬顿体系有更,宽泛的pH适用范围;较少含铁污泥;并且可回收重复利用。

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