引導(dǎo)閱讀

高級氧化工藝(AOPS)是一種處理有毒污染物的技術(shù)，形成于20世紀(jì)80年代。其特征在于通過反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基(oh ),羥基自由基具有強(qiáng)氧化性，可通過自由基反應(yīng)有效分解有機(jī)污染物，甚至完全轉(zhuǎn)化為無害的無機(jī)物，如二氧化碳和水。氧化工藝具有氧化性強(qiáng)、操作條件易于控制的優(yōu)點(diǎn)，因此受到了世界各國的關(guān)注，并陸續(xù)在這一方向開展了研發(fā)工作。氧化技術(shù)主要分為芬頓氧化、光催化氧化、臭氧氧化、超聲波氧化、濕式氧化和超臨界水氧化。

六種高級氧化技術(shù)

1.芬頓氧化法

由過氧化氫和催化劑Fe2+組成的氧化技術(shù)體系稱為芬頓試劑。是100多年前H.J.H.Fenton發(fā)明的化學(xué)氧化水處理技術(shù)，不需要高溫高壓，工藝簡單。最近的研究表明，芬頓的氧化機(jī)理是由于過氧化氫在酸性條件下催化分解產(chǎn)生高活性的羥基自由基。在Fe2+催化劑的作用下，H2O2可以產(chǎn)生兩種活性羥基自由基，從而引發(fā)和傳播自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，加速有機(jī)物和還原性物質(zhì)的氧化。一般課程是:

芬頓氧化通常在pH 2~5下進(jìn)行。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是過氧化氫的分解速度快，所以氧化速度也高。但是，這種方法也有很多問題。由于系統(tǒng)中Fe2+濃度高，處理后的水可能會有顏色。Fe2+與過氧化氫的反應(yīng)降低了過氧化氫的利用率及其pH極限，從而在一定程度上影響了該方法的推廣應(yīng)用。

2.臭氧氧化法

臭氧是一種優(yōu)良的強(qiáng)氧化劑，在污水消毒、除色、除臭、去除有機(jī)物和COD方面有很好的效果。臭氧氧化因其有機(jī)物降解快、條件溫和、無二次污染而被廣泛應(yīng)用于水處理中。臭氧處理污水的主要表現(xiàn)是臭氧的直接氧化，以及通過形成的羥基自由基進(jìn)行自由基氧化。

3.超聲波氧化法

超聲氧化法是利用頻率范圍為16kHz-1MHz的超聲波對溶液進(jìn)行輻射，使溶液產(chǎn)生超聲波空，在溶液中形成局部高溫高壓，與H2O2形成超臨界水，快速降解有機(jī)污染物。超聲波氧化是一種極具發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景的清潔水處理技術(shù)，它綜合了自由基氧化、焚燒和超臨界水氧化等多種水處理技術(shù)的特點(diǎn)，降解條件溫和、效率高、適用范圍廣、無二次污染。

單獨(dú)超聲波氧化可以去除水中的部分有機(jī)污染物，但處理成本高，對親水性和非揮發(fā)性有機(jī)物的處理效果差，TOC去除不完全。因此常與其他氧化技術(shù)結(jié)合，以降低處理成本，提高處理效果。

4.光催化氧化法

光催化氧化是在光的激發(fā)和催化劑的催化下，氧化劑產(chǎn)生的OH對有機(jī)物的氧化分解。與傳統(tǒng)處理方法相比，如吸附法、混凝法、活性污泥法、物理法、化學(xué)法等。光催化氧化降解水中有機(jī)污染物具有能耗低、操作簡單、反應(yīng)條件溫和、減少二次污染等突出優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的重視。大量實(shí)驗(yàn)證明二氧化鈦的光催化反應(yīng)具有很強(qiáng)的處理工業(yè)廢水的能力。

早期的光催化氧化法采用二氧化鈦粉末作為催化劑，存在催化劑易流失、回收困難、成本高等缺點(diǎn)，限制了該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。二氧化鈦的固定化已成為光催化研究的焦點(diǎn)，學(xué)者們開始研究用二氧化鈦薄膜或復(fù)合催化薄膜替代二氧化鈦粉體。此外，光催化膜反應(yīng)器與光催化技術(shù)和膜分離技術(shù)相結(jié)合，可以有效攔截懸浮催化劑，為催化劑的分離回收提供了新思路。

5.濕氧化法

濕式氧化法是在高溫高壓下將廢水中的有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，從而達(dá)到去除污染物的目的。濕式氧化法最早由齊默曼于1958年提出，用于造紙黑液。隨后，氧化工藝迅速發(fā)展，其應(yīng)用范圍從回收有用的化學(xué)品和能源擴(kuò)大到處理有毒有害廢物。

6.超臨界水氧化法

為了徹底去除一些濕法氧化難以去除的有機(jī)物，開發(fā)了超臨界水氧化法，利用超臨界水的良好特性，將廢液溫度提高到水的臨界溫度以上，加速反應(yīng)過程。

在超臨界水氧化過程中，由于超臨界水是有機(jī)物氧的優(yōu)良溶劑，有機(jī)物的氧化可以在富氧均相進(jìn)行，反應(yīng)不會受到相轉(zhuǎn)移的限制。同時(shí)，較高的反應(yīng)溫度也加快了反應(yīng)速度。超臨界水氧化是一種新興的廢水處理技術(shù)。

雖然氧化技術(shù)具有適用范圍廣、反應(yīng)速度快、處理效率高、無二次污染或污染少、能回收能量和有用物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，但各種氧化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在一些問題。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合各種氧化方法的技術(shù)特點(diǎn)，選擇經(jīng)濟(jì)有效的處理技術(shù)。