PDS（過硫酸鹽）綠色高級氧化污水處理技術主要用化工、制藥、石化、印染、焦化、新材料等企業(yè)高難度污水處理。相比芬頓與鐵炭微電解相比具有COD去除率高、運行成本低、不投加酸堿、不產(chǎn)生二次危廢等明顯優(yōu)勢。

PDS（過硫酸鹽）綠色高級氧化污水處理技術反應速度快、適用范圍廣、去除能力強等優(yōu)點。

一、過硫酸鹽氧化原理

1、過硫酸鹽氧化機理

過硫酸鹽高級氧化技術是通過采用各種活化策略激活過硫酸鹽實現(xiàn)過氧鍵（O-O）的斷裂產(chǎn)生大量具有強氧化性的·SO4-、·OH、·O2-及非自由基O2-來實現(xiàn)污染物高效降解的新型氧化技術。這些活性自由基在去除水中有機污染物時能將有機物徹底礦化為CO2、H2O和無機離子。

與傳統(tǒng)激活H2O2產(chǎn)生·OH的氧化技術相比，基于·SO4-的高級氧化技術具有如下優(yōu)點：

（1）·SO4-（2.6-3.1eV）的氧化還原電位比·OH（1.9-2.7eV）更高，其氧化能力更強；

（2）·SO4-（-30-40us）具有比·OH（10-3us）更長的壽命；

（3）·SO4-具有更寬泛的pH適用范圍；

（4）·SO4-更具選擇性以及高效性，對有機物更好的礦化效果。

因此，過硫酸鹽高級氧化技術更有利于難降解有機物的污水

過硫酸鹽包括過一硫酸鹽（PMS，HSO5-）以及過二硫酸鹽（PDS，S2O82-），PMS由于結構不對稱，相較于PS更容易被活化。二者在常溫下結構都非常穩(wěn)定，且都含有O-O鍵。·SO4-就是通過能量和電子轉移反應在PDS或PMS分子中切割O-O鍵而原位產(chǎn)生的。通過O-O鍵斷裂，PDS分子可以轉化為兩個·SO4-，而PMS分子可以變成一個·SO4-和一個·OH。

過硫酸鹽的結構式：

和其他氧化劑自身的特征相比，過硫酸鹽類氧化劑的存儲條件低、成本低廉，而且其氧化過程操作便捷及使用的安全性高。

過硫酸鹽高級氧化技術可作為傳統(tǒng)芬頓技術的替代，以降解水中有機或無機污染物。SO4·-的半衰期為30至40μs，⋅OH的半衰期為10-3μs，SO4⋅-比⋅OH具有更高的氧化還原電位，可以降解大多數(shù)有機物。

2、光活化基本原理

光活化過硫酸鹽氧化原理主要涉及光生空穴對過硫酸鹽的活化作用。在光照下，過硫酸鹽吸收光子能量，形成激發(fā)態(tài)的過硫酸根離子。這些激發(fā)態(tài)的過硫酸根離子隨后通過一系列反應，產(chǎn)生高活性的硫酸根自由基（SO4-·）。這些自由基具有極強的氧化能力，可以進一步參與氧化反應，如氧化有機物質。

過硫酸鹽分子在光照下吸收光子能量，形成激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)的過硫酸根離子與溶液中的其他物質（如水分子或氫氧根離子）發(fā)生反應，生成硫酸根自由基和其他中間產(chǎn)物。這些自由基和中間產(chǎn)物進一步與有機物發(fā)生氧化反應，將其分解為低毒性或無毒性的小分子物質。

紫外光照射g-C3N4光催化劑活化過硫酸鹽，使過硫酸鹽的過氧鍵發(fā)生均裂，產(chǎn)生兩分子的硫酸根自由基。

反應如式：S2O82-+UV→2SO4⋅-

3、復合氮化碳催化劑

復合氮化碳劑是不含金屬的C3N5作為PMS/PDS活化的“綠色”復合催化劑。由于更高的可見光利用效率、更長的光生載流子壽命和更強的PMS吸附，它在可見光驅動的PMS/PDS活化中比目前流行的g-C3N4更活躍。h+、·O2-、SO4·-、1O2和·OH物質讓有機物快速降解。

復合氮化碳劑是一種典型的非金屬聚合物半導體石墨相氮化碳（g-C3N4）因含有六邊形結構的C、N原子環(huán)。體系的催化反應提供更多的反應活性位點，具有相對優(yōu)異的穩(wěn)定性。氮化碳還具有良好光電性能和抗氧化性能。氮化碳對紫外光和波長小于475nm的可見光均具有良好的吸收效果，同時由于其自身較低的帶隙能E0=-2.7eV。過硫酸鹽并不能直接被可見光激活，在體系中引入氮化碳，其能直接將光能量轉化為光生電子和空穴，促進PS的催化活化產(chǎn)生硫酸根自由基。在過硫酸鹽高級氧化工藝引入可見光，提高了光的利用效率，也提高了過硫酸鹽的催化轉化率，已經(jīng)激發(fā)了的氮化碳導帶中的電子不僅可以激活體系中的氧分子生成∙O2-，過硫酸鹽也可以作為電子受體接受氮化碳表面生成的電子，促進光生電子–空穴對的分離，復合氮化碳催化劑是可見光活化過硫酸鹽高級氧化技術重要載體。

二、過硫酸鹽（PDS）高級氧化技術優(yōu)勢

與傳統(tǒng)芬頓技術比，PDS的優(yōu)勢如下：

1、高效氧化能力：PDS高級氧化技術通過產(chǎn)生高活性的自由基，如過硫酸根自由基、羥基自由基等，這些自由基具有極強的氧化能力，能夠迅速與廢水中的有機物發(fā)生反應，將其分解為低毒性或無毒性的小分子物質，從而實現(xiàn)對有機污染物的有效去除。

2、廣泛適用性：PDS高級氧化技術不受廢水pH值范圍的限制，可以在較寬的pH范圍內有效工作。這使得該技術能夠適應不同種類的廢水處理需求，包括酸性、中性和堿性廢水。

3、處理效率高：相較于傳統(tǒng)的廢水處理方法，PDS高級氧化技術的反應速度更快。這意味著廢水處理過程中所需的時間更短，提高了處理效率，氧化能力強，去除率在30~50%，最高達60%。

4、運行成本低，噸水運行成本僅是傳統(tǒng)的芬頓處理成本的20-50%。

5、操作簡便：PDS高級氧化技術的反應條件相對溫和，操作過程簡單，易于控制。這使得該技術在實際應用中具有較高的可行性和可靠性。

6、環(huán)境友好：PDS高級氧化技術所使用的氧化劑通常不會引入新的污染物或產(chǎn)生二次污染。同時，處理過程中不產(chǎn)生鐵泥等危險廢物。

三、過硫酸鹽高級氧化技術應用領域：

過硫酸鹽高級氧化技術處理效率遠高于傳統(tǒng)的芬頓技術。以下是部分行業(yè)試驗數(shù)據(jù)。

綜上所述，PDS綠色高級氧化污水處理技術在化工、石化、農藥、制藥、新材料等高難度廢水治理中具有廣闊的應用前景。不僅可以有效地降解廢水中的有機污染物，還可以降低運行成本，減少對環(huán)境的影響，達到節(jié)能減排的目標。（來源：河南海天環(huán)境科技有限公司）