El dispositivo experimental de tecnología avanzada de oxidación para el tratamiento de aguas residuales se ha convertido en un foco de investigación en el campo del tratamiento del agua al generar radicales libres fuertemente oxidados para lograr una descomposición eficiente de compuestos orgánicos difíciles de degradar. De acuerdo con el mecanismo de reacción y las características del dispositivo, se divide principalmente en las siguientes tres categorías:
I. Dispositivos experimentales de oxidación química
Con el sistema de oxidación de Fenton como núcleo, el peróxido de hidrógeno se cataliza a través de iones ferrosos para generar radicales libres hidroxi, destruyendo la estructura molecular de la materia orgánica. Los dispositivos típicos incluyen un reactor Fenton homogéneo y un reactor Fenton homogéneo. El primero se mezcla con solución de sulfato ferroso y peróxido de hidrógeno, que es adecuado para el tratamiento de aguas residuales de bajo ph; Este último, por su parte, rompe el límite de pH a través de catalizadores sólidos como materiales compuestos a base de hierro y mantiene una actividad catalítica del 90% a un pH = 6. Los datos experimentales muestran que la tasa de eliminación de aguas residuales fenoles por esta tecnología puede alcanzar el 98%, pero hay problemas como la gran producción de barro de hierro y los altos costos de operación.
2. Dispositivos experimentales de oxidación catalítica electroquímica
Apoyándose en la reacción redox que se produce en la superficie del electrodo, los contaminantes orgánicos se degradan directamente. El reactor de electrodos tridimensionales aumenta la superficie específica llenando electrodos de partículas para mejorar la eficiencia de la transferencia de masa. Los experimentos han demostrado que cuando se trata de lixiviados de basura con COD superior a 8000mg / l, el consumo de energía a una densidad de corriente de 15ma / CM cuadrado se reduce en un 22% en comparación con los electrodos bidimensionales. Con una vida útil de 8000 horas, el electrodo de diamante dopado con Boron se ha convertido en un tratamiento de aguas residuales de alta concentración, pero el alto costo de preparación limita su aplicación a gran escala.
3. Dispositivos experimentales de Fotocatálisis y oxidación por ozono
El dispositivo fotocatalítico utiliza materiales semiconductores como el dióxido de titanio para absorber la luz ultravioleta y producir pares de electrones y agujeros para descomponer compuestos orgánicos. El catalizador compuesto de nitruro de carbono / óxido de Grafeno mejora la eficiencia de degradación de la tetraciclina en un 40% en comparación con el dióxido de titanio tradicional bajo luz visible. El dispositivo de oxidación por ozono, por su parte, genera radicales libres hidroxi directamente o catalíticamente a través de moléculas de ozono, y una planta de agua utiliza un proceso combinado de ozono y carbón activado para reducir la concentración de materia orgánica en el agua de salida en un 65%. El nuevo dispositivo de oxidación catalítica avanzada de ozono (cdof) integra la tecnología de flotación de aire giratorio para lograr una tasa de eliminación de COD superior al 90% y una reducción de lodos superior al 90%.