廢水處理中高級氧化技術(shù)也叫作深度被氧化技術(shù)，以生成擁有強氧化能力的羥基自由基(·OH)為特征，在高壓高溫、電、聲、光輻照、催化劑等發(fā)生反應(yīng)狀態(tài)下，能夠使大分子難生物降解有機物被氧化成微毒或沒毒的小分子化合物。依據(jù)生成自由基的方式和發(fā)生反應(yīng)狀態(tài)的差異，可將其分為光化學(xué)氧化、催化濕式氧化、聲化學(xué)氧化、臭氧氧化、 電化學(xué)氧化、Fenton氧化等。

二、高級氧化處理技術(shù)

1.光化學(xué)被氧化法

1.1基本原理

光化學(xué)被氧化法基于發(fā)生反應(yīng)狀態(tài)柔和、被氧化能力強，近些年進步迅猛，但基于發(fā)生反應(yīng)狀態(tài)的限制，光化學(xué)法處理有機物的時候生成多種芳香族有機的中間體，導(dǎo)致有機物生物降解不太徹底，這成為了光化學(xué)被氧化要克服的難題。

光化學(xué)被氧化法有光激發(fā)被氧化法(如O3/UV)和光催化氧化法(如TiO2/UV)。

光激發(fā)被氧化法主要是以O(shè)3、H2O2、O2和空氣做為氧化劑，在光輻射的作用下生成·OH;光催化氧化定律是在發(fā)生反應(yīng)溶液中添加定量的半導(dǎo)體催化劑，使其在紫外光的直射下生成·OH，二者是利用·OH的強氧化作用對有機的污染物開展處理。當中，被氧化作用較好的是紫外光催化氧化法，它的的作用基本原理是讓有機化合物中的C-C、C-N鍵吸取紫外光的能量而破裂，使有機物逐步生物降解，最終以CO2的形態(tài)脫離體系。

1.2特征與應(yīng)用范圍

(1)在印染廢水、表面活性劑、農(nóng)藥廢水、含油廢水、氰化物廢水、制藥廢水、有機磷化合物、多環(huán)芳烴等 廢水處理中，都能高效地開展光催化反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)換為無機小分子，不易引入任何的其它化合物到體系中，實現(xiàn)充分無害化的目標。

(2)光催化氧化反應(yīng)對很多無機物，如CN-、Au(CN)2-、SCN-、Cr2O72-、Hg(CH3)2、Hg2+等的去除也有廣泛的應(yīng)用前景。

(3)能夠去除各類水內(nèi)的微生物、細菌和霉菌。

(4)弊端：紫外光的吸取區(qū)域偏窄，光能利用效率較低;要克服透光度的難題，懸浮物和較深的色度都不益于光線穿透，干擾光催化作用;運轉(zhuǎn)成本增加。

2.催化濕式氧化法

2.1基本原理

催化濕式氧化法(CWAO)指在高溫度(123℃～320℃)、高壓力(0.5～10MPa)和催化劑(氧化物、貴金屬等)存有的前提下，將廢水中的有機污染物和NH3-N氧化分解成CO2、N2和H2O等沒害成分的方式。

2.2特征與應(yīng)用范圍

(1)催化濕式氧化法具備凈化效率高，流程簡便，占地面小等特征，有廣泛性的工業(yè)應(yīng)用前景。

(2)催化濕式氧化(CWAO)適用處理焦化、染料、農(nóng)藥、印染、石油化工、皮革制品等工業(yè)中含高化學(xué)需氧量(COD)或含生物化學(xué)法無法降解的有機化合物(如氨氮、多環(huán)芳烴、致癌物BAP等)的各類難處理的工業(yè)有機廢水。

(3)濕式氧化工藝特別適用處理高濃小水量的工業(yè)廢水。

(4)弊端：高壓高溫設(shè)施花費大，投資高;通常間歇性運作模式，處理費用也較高。

3.超聲化學(xué)氧化

3.1基本原理

超聲化學(xué)氧化主要是運用頻率在15kHz-1MHz的聲波，在細微的范圍內(nèi)瞬問高壓高溫下生成的氧化劑(如·OH)除去難降解有機物。此外一類是超聲波吹脫，具體用來廢水中高濃的難降解有機物的處理。

以相應(yīng)頻率和壓強的超聲波照射到溶液時，在聲波負壓力功效下溶液中生成了空化泡，在之后的聲波正壓相的功效下空化泡迅速崩潰，所有過程產(chǎn)生在納秒至微秒的時長內(nèi)，氣泡迅速崩潰隨著氣泡內(nèi)蒸汽相的隔熱壓縮，生成瞬時的高壓高溫，生成所謂的“熱點”，同時生成有劇烈沖擊力的高速微射流。進到空化泡中的水蒸汽在高壓高溫下產(chǎn)生分裂及鏈反應(yīng)，生成·OH、·OOH、·H等自由基及H2O2、H2等成分。

3.2特征與應(yīng)用范圍

(1)設(shè)施易得，操控簡便，方便使用。

(2)可把有毒有機物降解為毒素較小甚至是無毒的小分子，降解速度快，不易產(chǎn)生再次污染等問題。比如對鹵代烴、鹵代脂肪烴等，光催化氧化、臭氧氧化、生物采取處理均會生成難以降解的情況，而使用超聲降解可得到較好的功效。

(3)弊端：需損耗大量的能量，大多數(shù)屬實驗室環(huán)節(jié)，還難以達到產(chǎn)業(yè)化。

4.電化學(xué)氧化

4.1基本原理

電化學(xué)氧化是在電解反應(yīng)器中放進有機物的溶液或懸浮液，利用直流電，在陽極上奪得電子使有機物氧化或先使低價金屬氧化為高價金屬離子，從而高價金屬離子再使有機物氧化的方式。

電化學(xué)氧化的原理：有機物的某一些基團具備電化學(xué)活性，根據(jù)電場的直接的功效，基團構(gòu)造產(chǎn)生變化，進而轉(zhuǎn)變有機物的化學(xué)特性，使其毒性弱化或者消失，提升生物降解性。該方法可分為直接的氧化和間接的氧化。直接的氧化主要是借助水分子在陽極的表面上放電生成的·OH的氧化作用，·OH親電進攻吸咐在陽極上的有機物而產(chǎn)生氧化反應(yīng)去除污染物;間接的氧化指根據(jù)溶液中Cl2/ClO-的氧化作用去除污染物。

4.2特性與應(yīng)用范圍

(1)能使持久有機污染物產(chǎn)生分解并轉(zhuǎn)換為不含毒性的可生化降解物質(zhì),又可將之全部礦化為二氧化碳或碳酸鹽等物質(zhì)。

(2)電化學(xué)法對廢水的色度和COD具備較好的去除功效。

(3)處理油田和石化含苯系的多環(huán)芳烴化合物。

(4)電化學(xué)氧化對垃圾滲濾液中的COD和NH3-N均有不錯的去除功效。

(5)弊端：耗能過大。

5.臭氧氧化法

5.1原理

臭氧氧化法主要是根據(jù)直接的反應(yīng)和間接的反應(yīng)兩種渠道得到達到。當中直接的反應(yīng)指臭氧與有機物直接的產(chǎn)生反應(yīng)，這類形式具備較強的選擇性，通常是進攻具備雙鍵的有機物，通常對不飽和脂肪烴和芳香烴類化合物較有用;間接的反應(yīng)指臭氧分解生成·OH，根據(jù)·OH與有機物進行氧化反應(yīng)，這類形式不具備選擇性。

臭氧具備的強氧化性是由于臭氧分子中氧原子具備強親電子或親質(zhì)子性。臭氧分解后生成新生態(tài)氧原子，在水中可生成具備強氧化作用基團-羥基自由基，可迅速去除廢水中的有機污染物，而自身的分解為氧，不造成再次污染。

臭氧-固體催化劑技術(shù)固體催化劑涉及活性炭、金屬以及氧化物，相結(jié)合臭氧催化氧化塔構(gòu)成高效臭氧反應(yīng)系統(tǒng)。氧化塔可提升COD、TOC去除率，且展現(xiàn)出較好的協(xié)同效應(yīng)，有機物直接的氧化為CO2和H2O，達到將大分子有機物氧化分解成小分子，使其更易于被分解成小分子，使其更易于被降解生化處理的功效;并且，氧化塔可降低30%以上的臭氧投加量，臭氧利用效率能達98%以上，噸水運營成本即可降低30%。

5.2特性與應(yīng)用范圍

(1)廣泛運用于印染、港口化工品、石化、日用化工、皮革制品、造紙工業(yè)等工業(yè)廢水的深度處理中。

(2)用以廢水處理系統(tǒng)中段，將難于生化大分子有機降解成小分子，更進一步生化處理;用以終端的廢水提標升級改造和廢水深度處理回用。

(3)弊端：該方法的運營成本較高，在小劑量和短期內(nèi)無法全部礦化污染物。

6.Fenton氧化法

6.1基本原理

Fenton試劑法處理廢水的基本原理是二價鐵離子(Fe2+)與過氧化氫間的鏈反應(yīng)催化形成羥基自由基(·OH)，其具備極強的氧化功能，·OH與有機物RH反應(yīng)形成游離基(·R)，(·R)則更進一步氧化形成CO2和H2O，進而大幅度降低廢水的COD。與此同時，·OH具備很高的電負性或親電性，它的電子親和能力達569.3kJ之高，具備較強的加成反應(yīng)特征 ，因此Fenton試劑可無選擇性或低選擇性的氧化水中的大部分有機污染物。

芬頓在處理污水系統(tǒng)的環(huán)節(jié)中，應(yīng)先調(diào)pH值，添加硫酸亞鐵，再添加雙氧水，待反應(yīng)一定時間后再完成加堿(如氫氧化鈉)回調(diào)pH值的流程完成，回調(diào)以后更好加些絮凝劑，完成沉淀處理。

6.2特征與應(yīng)用范圍

(1)尤其適用生物難降解、生物低降解或普通化學(xué)氧化劑無法見效的有機污染物的氧化處理。

(2)可氧化破壞各種有毒有害的有機物，反應(yīng)條件溫和(需高溫高壓)，設(shè)施簡便。

(3)弊端：用到的藥劑量多，反應(yīng)時間長，氧化功能還不太強，一些有機物還無法被破壞，需依靠紫外光、超聲波、臭氧等完成強化。

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