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高級氧化處理技術(shù)作為物理化學(xué)處理技術(shù)之一，具有處理高效、徹底破壞有毒污染物的優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于難降解工業(yè)廢水預(yù)處理處理技術(shù)中，成為水處理技術(shù)研究的熱點(diǎn)。目前，高級氧化技術(shù)主要包括化學(xué)氧化、電化學(xué)氧化、濕式氧化、超臨界水氧化和光催化氧化。

一、化學(xué)氧化技術(shù)

氧化技術(shù)常用于生物處理預(yù)處理處理。一般采用化學(xué)氧化劑處理有機(jī)廢水在催化劑的作用下，改善生化，直接氧化分解廢水中的有機(jī)物達(dá)到穩(wěn)定。

1.芬頓氧化法。

這項(xiàng)技術(shù)起源于20世紀(jì)90年代中期。法國科學(xué)家H.J.Fenton提出在酸性條件下，H2O2在Fe2+離子的催化下可以有效氧化牙垢[2]，并應(yīng)用于蘋果酸的氧化。長期以來，芬頓的主要原理是以亞鐵離子作為過氧化氫的催化劑，反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基為Fe2++H2O2-Fe3++OH-+OH，且大部分反應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行。

在化學(xué)氧化法中，芬頓法在處理苯酚、苯胺等難降解有機(jī)物中表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。隨著對Fenton法研究的深入，近年來，紫外光和草酸鹽被引入Fenton法，大大提高了Fenton法的氧化能力。

2.類芬頓氧化法。

類芬頓反應(yīng)中，除Fe(ii)外，過渡金屬如Fe(iii)、含鐵礦物、Co、Cd、Cu、Ag、Mn、Ni加速或取代Fe(ii)對H2O2催化作用的總稱。

研究表明，F(xiàn)e3+和Mn2+等均相催化劑和鐵粉、石墨、鐵和錳的氧化礦物等非均相催化劑也能分解H2O2生成·OH，反應(yīng)的基本過程與芬頓試劑相似，稱為類芬頓體系。如果用Fe3+代替Fe2+，F(xiàn)e2+會立即出現(xiàn)，這樣可以減少OH被Fe2+回收的機(jī)會，提高？？哦。加入一些網(wǎng)絡(luò)劑(如C2O2-4、EDTA等。)到Fenton體系可以提高有機(jī)物的去除率。

3.臭氧氧化法。

臭氧系統(tǒng)具有較高的氧化還原電位，可以氧化廢水中的大部分有機(jī)污染物，廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理。臭氧可以氧化水中的許多有機(jī)物，但臭氧與有機(jī)物的反應(yīng)是選擇性的，有機(jī)物不能完全分解為CO2和H2O，臭氧化后的產(chǎn)物多為CO2和H2O。

此外，臭氧的化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，尤其是在不純的水中，氧化分解速度是分鐘。在廢水處理中，臭氧化通常不作為單獨(dú)的處理單元使用，但通常會添加光催化臭氧化、堿催化臭氧化和多相催化臭氧化等強(qiáng)化手段。此外，臭氧氧化與其他技術(shù)的結(jié)合也是研究的重點(diǎn)，如臭氧/超聲波法、臭氧/生物活性炭吸附法等。

第二，電化學(xué)催化氧化法。

該技術(shù)起源于20世紀(jì)40年代，具有適用范圍廣、分解效率高、能源需求簡單、自動化操作方便、應(yīng)用方式靈活多樣等優(yōu)點(diǎn)。電化學(xué)氧化可以作為提高難降解廢水可生化性的前置[/K31/]措施。作為一種先進(jìn)的處理難降解含酚廢水處理技術(shù)，在優(yōu)化的pH值、溫度和電流強(qiáng)度下，酚類物質(zhì)幾乎可以完全分解。

對于高濃度、難降解、有毒有害的含酚廢水，傳統(tǒng)的生物法和物化法失去了優(yōu)勢。化學(xué)氧化法成本高，阻礙了其推廣應(yīng)用。電化學(xué)催化氧化法越來越受歡迎。但其本身也存在一些問題，如功耗大、電極材料成本高、陽極腐蝕、對推廣應(yīng)用的微觀動力學(xué)和熱力學(xué)研究不完善等。

三。濕式氧化技術(shù)

濕式氧化又稱濕式燃燒，是處理高濃度有機(jī)廢水的有效方法。其基本原理是在高溫高壓下引入空氣，氧化廢水中的有機(jī)污染物。根據(jù)處理過程中是否有催化劑，分為濕式空氣氧化和濕式空氣催化氧化。

1.濕空氣氧化法。

較早研發(fā)濕式空氣氧化(WAO)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的是美國Zimpro公司，該公司已將WAO工藝應(yīng)用于烴類生產(chǎn)廢洗滌液、丙烯酸生產(chǎn)廢水、農(nóng)藥生產(chǎn)廢水等有毒有害工業(yè)廢水處理。WAO技術(shù)是在高溫(125-320℃)、高壓(0.5-20MPa)條件下通風(fēng)，將廢水中的高分子有機(jī)物直接氧化分解成無機(jī)物或小分子有機(jī)物。

采用濕式空氣氧化技術(shù)預(yù)處理處理樂果生產(chǎn)廢水，有機(jī)磷去除率高達(dá)95%，有機(jī)硫去除率高達(dá)90%。Zimpro公司處理的WAO技術(shù)效率高，反應(yīng)時(shí)間短，但需要高溫高壓，設(shè)備投資大，操作條件嚴(yán)格，一般企業(yè)難以接受。因此，用催化劑降低反應(yīng)溫度和壓力，縮短反應(yīng)停留時(shí)間的濕式空氣催化氧化法近年來受到了廣泛的關(guān)注和研究。

2.濕空氣催化氧化法。

濕式空氣催化氧化法是在傳統(tǒng)的濕式氧化法處理工藝中加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，使氧化反?yīng)在更溫和的條件和更短的時(shí)間內(nèi)完成?？梢越档头磻?yīng)溫度和壓力，提高氧化分解能力，加快反應(yīng)速度，縮短停留時(shí)間，減少設(shè)備腐蝕，降低操作費(fèi)用。

濕式空氣催化氧化的關(guān)鍵問題是高活性和易回收的催化劑。CWAO的催化劑一般分為三類:金屬鹽、氧化物和復(fù)合氧化物。根據(jù)體系中催化劑的形式，濕式空氣催化氧化可分為均相濕式催化氧化和多相濕式催化氧化。

均相濕式催化氧化法。在均相濕式催化氧化法中，由于催化劑(大部分是金屬離子)是一種可溶性的過渡金屬鹽，這些鹽以離子的形式存在于廢水中，通過引起氧化劑的自由基反應(yīng)，在離子或分子水平上不斷再生，對水中有機(jī)物的氧化反應(yīng)起到催化作用。

均相濕式催化氧化催化劑在分子和離子層面發(fā)揮獨(dú)立作用，分子活性高，氧化效果好。但由于均相濕式催化氧化法中的催化劑是以離子的形式存在，難以從廢水中回收再利用，容易造成二次污染。

多相濕式催化氧化過程。非均相濕式催化氧化是在反應(yīng)體系中加入不溶性固體催化劑，其催化作用是在催化劑表面進(jìn)行的。催化劑的比表面積對有機(jī)物的降解速率有很大影響。由于固體催化劑的種類和廢水的性質(zhì)不同，濕式催化氧化的效果也不同。在非均相濕式催化氧化中，固體催化劑不溶、不流失，易于活化、再生和回收，具有廣闊的應(yīng)用前景。

四。超臨界水氧化技術(shù)

超臨界水氧化技術(shù)是濕式空氣氧化技術(shù)的加強(qiáng)和改進(jìn)，由美國MODAR公司于1982年開發(fā)成功。其原理是利用超臨界水作為介質(zhì)，氧化分解有機(jī)物。

同樣，以水為主要液相，以空氣中的氧氣為氧化劑，在高溫高壓下進(jìn)行反應(yīng)。但改進(jìn)和增強(qiáng)的是，利用水在超臨界狀態(tài)下的性質(zhì)，使水的介電常數(shù)與有機(jī)物和氣體相近，使氣體和有機(jī)物完全溶解在水中，相界面消失，形成均相氧化體系，消除了濕式氧化過程中的相關(guān)傳質(zhì)阻力，提高了反應(yīng)速度。

超臨界水是有機(jī)物和氧氣的良好溶劑。有機(jī)物在富氧超臨界水中被均勻氧化，反應(yīng)速度快。在400-600℃時(shí)，有機(jī)物的結(jié)構(gòu)可在幾秒鐘內(nèi)被破壞，反應(yīng)完全徹底，有機(jī)碳和氫完全轉(zhuǎn)化為CO。

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