陸鵬飛 張澤建 李世杰

國電銀河水務(wù)（青島開發(fā)區(qū)）有限公司 山東青島 266510

1 高級氧化技術(shù)的優(yōu)勢

高級氧化技術(shù)在有機(jī)廢水的預(yù)處理方面已經(jīng)獲得巨大的關(guān)注。高級氧化技術(shù)通過產(chǎn)生羥基自由基來達(dá)到氧化處理的目的，而羥基自由基比氯氣、過氧化氫等一般氧化劑的氧化電位高得多，所以可以產(chǎn)生更好的氧化效果。其具體優(yōu)勢如下:反應(yīng)產(chǎn)生大量自由基，其氧化能力很強(qiáng)，其氧化電勢（2．80V）僅低于氟（2．87V），還可以作為誘發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的中間產(chǎn)物；羥基自由基可以和污水中被氧化的物質(zhì)直接反應(yīng)，且不產(chǎn)生新的污染物，無二次污染；不僅可以獨(dú)自進(jìn)行污水處理，還可以串聯(lián)其他污水處理單元，使得處理效果更佳；操作容易控制，可以針對不同的目標(biāo)進(jìn)行處理[1]。

2 高級氧化技術(shù)概述

高級氧化技術(shù)主要是在化學(xué)氧化法的條件下發(fā)展出來的，對一些難降解有機(jī)污染物進(jìn)行處理的新技術(shù)。這種技術(shù)在應(yīng)用的過程中主要通過活性較強(qiáng)的羥基自由基和水當(dāng)中的一些高分子有機(jī)物之間進(jìn)行反應(yīng)，最終對這些有機(jī)物進(jìn)行處理，可以有效地分解水中的有機(jī)物，具有較好的應(yīng)用效果。另外，需要在研究的過程中對細(xì)節(jié)進(jìn)行有效地控制，提高效率，通過進(jìn)一步的優(yōu)化工藝參數(shù)等方法開發(fā)新型高效催化性能的催化劑和電極，并且注意在操作的過程中細(xì)化各種技術(shù)，仔細(xì)研究各高級氧化技術(shù)之間聯(lián)用和高級氧化技術(shù)與其他水處理技術(shù)組合應(yīng)用，這樣才能提高氧化速率和效率。在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要加強(qiáng)管控，重視聯(lián)系和實(shí)踐，分析細(xì)節(jié)，結(jié)合其他生化處理和深度處理工藝等方式，這樣才能進(jìn)一步提高工業(yè)廢水的處理效率，實(shí)現(xiàn)廢水零排放處理目標(biāo)，本質(zhì)上將環(huán)境污染等問題解決。

3 高級氧化技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 Fenton 法及類Fenton 氧化法

在酸性條件下，過氧化氫（H2O2）和亞鐵離子（Fe2+）反應(yīng)會(huì)發(fā)生劇烈而復(fù)雜的自由基鏈反應(yīng)，生成大量具有強(qiáng)氧化能力的·OH等自由基，從而氧化降解廢水中有機(jī)物。在Fenton 反應(yīng)中，有機(jī)物的降解主要受溶液pH、Fe2+投加量以及H2O2投加量等條件影響，當(dāng)溶液pH 在2-4 之間時(shí)，F(xiàn)e2+催化活性最高。SungjunBae 等證明了使用黃鐵礦作為催化劑的Fenton 反應(yīng)體系中，在Fe（II）濃度增加到0．07-0．52mM，添加不同量的黃鐵礦（0．5-4．0mM），在反應(yīng)120s 內(nèi)觀察到雙氯芬酸完全降解[2]。

Fenton 法和類Fenton 法具有低成本、操作簡單、反應(yīng)速率快、反應(yīng)設(shè)備簡單等優(yōu)點(diǎn)，但Fenton 法和類Fenton 法氧化技術(shù)容易受pH、試劑投加量等條件影響。研究表明，pH 在2-4 之間時(shí)，F(xiàn)e2+催化活性最高，處理效果最好，若廢水的pH 為堿性，需要先對廢水的pH 調(diào)至酸性，額外投加試劑使經(jīng)濟(jì)成本較高。若投加的Fe2+過量，反應(yīng)結(jié)束后廢水中會(huì)含有高濃度的Fe3+，導(dǎo)致廢水顏色加深，產(chǎn)生二次污染；且過量的Fe2+可能會(huì)猝滅一部分·OH，影響廢水處理效果。

3.2 催化濕式氧化法

催化濕式氧化法主要是在催化劑高溫高壓的條件下，將氨氮以及一些有機(jī)污染物分解成水、二氧化碳和氮?dú)獾葻o害物質(zhì)。和傳統(tǒng)的濕式氧化法相比，其壓力相對較低，而且反應(yīng)溫度適宜，具有較強(qiáng)的氧化能力，能夠大大地降低反應(yīng)的成本。我國相關(guān)學(xué)者在研究的過程中制備了RuCu/TiO2 雙金屬催化劑，在操作的過程中對氨氮廢水進(jìn)行無害化處理。通過分析發(fā)現(xiàn)，氨氮的轉(zhuǎn)化率能夠達(dá)到90%，氮?dú)獾倪x擇性超過85%。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，催化劑的催化活性基本沒有產(chǎn)生變化，通過分析發(fā)現(xiàn)催化濕式氧化法和傳統(tǒng)的知識氧化劑相比，具有反應(yīng)時(shí)間短、有機(jī)物去除率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在造紙黑液、農(nóng)藥廢水、印染廢水方面得到了廣泛的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

3.3 超臨界水氧化法

超臨界水氧化法是在溫度高于374℃、壓力大于22．1MPa 的條件下制得超臨界水，將其作為介質(zhì)來氧化分解有機(jī)物。超臨界水具有液態(tài)水和氣態(tài)水的雙重性質(zhì)，氣液相界面消失，成為一個(gè)均相體系，氧化反應(yīng)速度快。超臨界水同時(shí)也具備很好的擴(kuò)散、傳遞性能，介電常數(shù)非常低，超臨界水氧化法是新型的污水處理技術(shù)，和濕式氧化法比較類似，但也存在一定的不同之處，在超臨界壓力以及溫度環(huán)境下，對有機(jī)物進(jìn)行降解，反應(yīng)速度非?？?，且反應(yīng)器體積比較小，促使有效分離無機(jī)鹽，這樣能夠省去分離處理環(huán)節(jié)，還能夠產(chǎn)出工業(yè)用鹽，而濕式氧化技術(shù)是不具備的。雖然超臨界氧化技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊，但對于高溫、高壓等基礎(chǔ)反應(yīng)條件及環(huán)境要求比較嚴(yán)格，在氧化環(huán)境下，金屬設(shè)備也比較容易被腐蝕。

3.4 電化學(xué)氧化法

電化學(xué)氧化法主要是通過催化活性電極反應(yīng)而最終產(chǎn)生羥基自由基，可以將一些難以降解的污染物有效處理。在操作過程中，需要對高效催化性能的電極進(jìn)行開發(fā)。我國相關(guān)學(xué)者制備了Ti/SnO2+Sb2O3/FePbO2 陽極，并且將苯酚作為模擬污染物來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，苯酚的氧化去除率較高，主要是因?yàn)殡姌O表面出現(xiàn)了羥基自由基造成的，該電極可以有效地去除苯酚，效果很好。

電化學(xué)氧化法的應(yīng)用過程中不會(huì)出現(xiàn)二次污染，而且裝置較為簡單，工藝靈活，但是實(shí)際應(yīng)用過程中電極壽命降，耗電量較大而且穩(wěn)定性不高，還需要進(jìn)行深入的實(shí)驗(yàn)和摸索，才能在工業(yè)當(dāng)中大規(guī)模應(yīng)用[3]。

4 結(jié)語

當(dāng)前，高級氧化技術(shù)逐漸得到廣泛應(yīng)用，人們要持續(xù)極大技術(shù)研究力度，以便更好地發(fā)揮高級氧化技術(shù)的作用，提高污水處理效果。