杜文濤（中冶賽迪上海工程技術(shù)有限公司，200940）

微污染水源水處理中高級氧化技術(shù)的應(yīng)用研究

杜文濤（中冶賽迪上海工程技術(shù)有限公司，200940）

隨著生活質(zhì)量的逐步提高，對日常飲用水的水質(zhì)要求越來越高，這就要求供水企業(yè)通過諸如高級氧化技術(shù)等先進工藝和技術(shù)來對水質(zhì)進行提前處理。微污染水源水處理的工藝與技術(shù)直接影響我們?nèi)粘ｏ嬘盟陌踩?，從而會對生活質(zhì)量和國民經(jīng)濟的發(fā)展帶來一定影響。隨著先進工藝和先進技術(shù)的引入，當(dāng)前微污染水源水處理的技術(shù)熱點應(yīng)屬高級氧化技術(shù)，這種技術(shù)應(yīng)用起來不僅方便快捷，而且效果明顯，具有極強的可操作性。本文首先介紹了微污染水源與高級氧化技術(shù)及其各自特點，并在此基礎(chǔ)上有側(cè)重點的分析了高級氧化技術(shù)在微污染水源水處理中應(yīng)用，在實際操作中具有一定的借鑒性。

微污染水源；水處理；高級氧化技術(shù)

1前言

《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》是衡量水體污染程度的重要依據(jù)。一般來說，微污染水源通常指其水體受到有機物等污染物的污染，并且部分水質(zhì)指標(biāo)超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中三類標(biāo)準(zhǔn)的水體。高錳酸鹽指數(shù)和NH3-N是微污染水源的主要指標(biāo)，在微污染水源中，一般來說都是NH3-N濃度較大并且高錳酸鹽指數(shù)比較高，還有最明顯的特點就是水質(zhì)具有發(fā)霉發(fā)臭的異味。

當(dāng)前的技術(shù)水平還存在一定不足之處，主要原因有三個方面：①常規(guī)處理工藝會消耗大量的藥劑和氯，增加的藥品消費，可能會造成副產(chǎn)品鋁和丙烯酰胺的凝血。與此同時，水氯化長期的高氯消耗，微污染水和高濃度的有機物質(zhì)，從而使工廠生產(chǎn)的水消毒副產(chǎn)物的風(fēng)險增加。②常規(guī)處理工藝一般來說很難將高濃度的NH3-N和指數(shù)比較高的高錳酸鹽去除掉，即在采用常規(guī)處理工藝進行微污染水源的處理之后，仍舊沒有達到正常的生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。③最明顯的，常規(guī)處理工藝的色、嗅、味比較明顯。

2高級氧化技術(shù)及其特點

2.1高級氧化技術(shù)及其研究史

高級氧化技術(shù)是近幾年微污染水源水處理最新應(yīng)用的一種技術(shù)，利用高級氧化技術(shù)能夠產(chǎn)生大量的OH·自由基過程，使用的自由基具有高活性的攻擊并與之反應(yīng)的有機分子，從而破壞油的分子結(jié)構(gòu)，以達到去除的有機物的氧化、有效的氧化過程的目的。

高級氧化技術(shù)的研究可以追溯到20世紀(jì)80年代。早在1984年，F(xiàn)enton就為高級氧化方法拉開了序幕：他發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e2+和H2O2的混合可以產(chǎn)生OH·自由基，HO·自由基通過在水中電子轉(zhuǎn)移等方法，但有機污染物被氧化成二氧化碳和水，有害物質(zhì)降解。20世紀(jì)70年代，光催化可產(chǎn)生OH·自由基被發(fā)現(xiàn)，從此光催化高級氧化被應(yīng)用。近20年來，各種先進的氧化過程，并得到逐步發(fā)現(xiàn)在水處理中的應(yīng)用。

有學(xué)者認(rèn)為，高級氧化法，其作用機制是由HO·自由基以不同的方式過程中產(chǎn)生的。一系列自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)會隨著HO·自由基的形成而產(chǎn)生，污染水質(zhì)中的各種有機污染物就會被這些連鎖反應(yīng)所攻擊，直到降解為礦物鹽和水、二氧化碳。所以說，HO·自由基是高級氧化技術(shù)產(chǎn)生并加以應(yīng)用的標(biāo)志性產(chǎn)物。

2.2高級氧化技術(shù)的特點

由于具有獨特的優(yōu)勢和巨大潛力，高級氧化技術(shù)在微污染水源水處理中的地位越來越高，國內(nèi)外學(xué)者在微污染水源水處理高級氧化技術(shù)的應(yīng)用方面做了很多的探究與分析，高級氧化技術(shù)相較于傳統(tǒng)處理工藝來說，具有以下幾個方面的特點：①與羥基自由基的反應(yīng)速度與氧化速率都比較快，并且對溫度和壓力等需要的反應(yīng)條件要求并不高，處理起來非常方便，控制企業(yè)也比較容易，可以說106～109M-1S-1是大多數(shù)有機物可以達到的。②與一般氧化劑相比，高級氧化技術(shù)產(chǎn)生的HO·自由基，具有非常強的氧化能力，并且后面的鏈反應(yīng)很容易誘發(fā)，使得有機物自然講解。③環(huán)保性能比較高，不會產(chǎn)生二次污染，HO·自由和選擇與自由基的廢水為二氧化碳，水和無機鹽。④設(shè)備化管理比較簡單，操作方便。高級氧化技術(shù)可以作為單獨的治療，并且可以與其他工藝，如化學(xué)和生物預(yù)處理，后處理，可以降低加工成本匹配。

3高級氧化技術(shù)在微污染水源水處理中的應(yīng)用

在微污染水源水處理中，高級氧化技術(shù)主要包括臭氧氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、超臨界水氧化技術(shù)、濕式空氣氧化技術(shù)等。這些技術(shù)相對于傳統(tǒng)微污染水源處理技術(shù)來說都具有獨特優(yōu)勢與特點。能夠?qū)ξ⑽廴镜墓I(yè)廢水和生活污水產(chǎn)生極強的降解作用。高級氧化技術(shù)在微污染水源水處理中的應(yīng)用主要從以下四個方面來表現(xiàn)：

3.1臭氧氧化技術(shù)在微污染水源水處理中的應(yīng)用

臭氧氧化技術(shù)主要是運用臭氧的作用，作為強氧化劑，臭氧具有殺菌消毒的作用。所以一般來說，利用臭氧與其他傳統(tǒng)工藝相結(jié)合是臭氧氧化技術(shù)在微污染水源水處理中的應(yīng)用。而臭氧與其他傳統(tǒng)工藝相結(jié)合的方式主要包括：①臭氧與絮凝結(jié)合；②臭氧與生化單元結(jié)合；③臭氧與活性炭吸附單元結(jié)合；④臭氧與氣浮結(jié)合。

作為一種強氧化劑，臭氧會氧化那些傳功處理工藝難以處理的有機物并將它們的分子結(jié)構(gòu)加以改變，并與其他技術(shù)工藝相結(jié)合，將微污染水源中的有機物分解成二氧化碳或小分子?？梢哉f，臭氧氧化技術(shù)在微污染水源水處理中彌補了傳統(tǒng)處理工藝的不足，并利用先進技術(shù)進行了改造提升，所以不斷提高對微污染水，水質(zhì)不斷惡化的質(zhì)量要求，建議進一步加強理論和應(yīng)用臭氧氧化，并結(jié)合技術(shù)。

3.2光催化氧化技術(shù)在在微污染水源水處理中的應(yīng)用

就目前來說，有關(guān)光催化氧化積水的基礎(chǔ)理論和實踐應(yīng)用方面，不少國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)進行了大量研究。根據(jù)現(xiàn)有的形式光催化氧化催化劑通常分為兩種類型的懸浮液和固定，浮反應(yīng)器通?；煊蠺iO2顆粒直接進入廢水被處理，通過攪拌均勻分散的催化劑。光催化氧化還原的n型半導(dǎo)體作為催化劑，如TiO2，WO3等。由于化學(xué)性質(zhì)和光化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，無毒，低價格，供應(yīng)充足，所以去除氧化物光催化劑的光催化還原的污染物通常二氧化鈦順序的二氧化鈦。光催化氧化技術(shù)的降解率與催化劑的初始濃度和污染物、光強度、pH值以及其他因素有著非常重要的聯(lián)系。

3.3超臨界水氧化技術(shù)在微污染水源水處理中的應(yīng)用

超臨界水氧化技術(shù)的提高和進步本質(zhì)上是一種濕式氧化方法，和濕氧化技術(shù)一樣，超臨界水氧化技術(shù)還是以水作為主要的氧化液體，它以空氣中的氧氣作為氧化劑，與在高溫高壓下進行反應(yīng)，但它的改善和提高在于它使用水在超臨界狀態(tài)下較大改變其性質(zhì)的事實，降低介電常數(shù)到大約的有機物和氣體，使氣體，廢水中完全可溶的有機物，氣體、液界面消失，均相氧化系統(tǒng)，消除了濕氧化系統(tǒng)相的傳質(zhì)阻力的存在，提高了反應(yīng)率，而且還由于自由基在均相體系的氧化更獨立活動，氧化的程度增加。因為它的速度，氧化徹底關(guān)注，越來越多的人，以及如何程度由催化劑反應(yīng)條件下減少或縮短反應(yīng)停留時間，提高學(xué)習(xí)成為熱點的超臨界水氧化領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化率。

4小結(jié)

微污染水源水處理的工藝與技術(shù)直接影響我們?nèi)粘ｏ嬘盟陌踩裕瑥亩鴷ι钯|(zhì)量和國民經(jīng)濟的發(fā)展帶來一定影響。微污染水源水處理的技術(shù)熱點應(yīng)屬高級氧化技術(shù)，這種技術(shù)應(yīng)用起來不僅方便快捷，而且效果明顯，具有極強的可操作性。所以要將高級氧化技術(shù)應(yīng)用在微污染水源水處理中，促進水質(zhì)的高品質(zhì)與水資源的再生利用。

［1］李紅蘭，張克峰，王永磊.臭氧在飲用水處理中的應(yīng)用.水資源保護，2006，22（3）.

［2］謝觀體，陸少鳴.臭氧-活性炭和BAF-生物強化過濾工藝處理微污染水源水的對比試驗研究［J］.工業(yè)用水與廢水，2009，40（6）：18～21．

［3］李柱.微污染水處理技術(shù)進展［J］．給水排水，2013，39（S1）：34～37．

X703

A

2095-2066（2016）02-0009-02

2015-12-28