污水處理技術(shù)中的高級(jí)氧化技術(shù)方法
高級(jí)氧化技術(shù)又稱深度氧化技術(shù)，其基礎(chǔ)在于運(yùn)用電、光輻照、催化劑，有時(shí)還與氧化劑結(jié)合，在反應(yīng)中產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基(如HO?)，再通過(guò)自由基與有機(jī)化合物之間的加合、取代、電子轉(zhuǎn)移、斷鍵等，使水體中的大分子難降解有機(jī)物氧化降解成低毒或無(wú)毒的小分子物質(zhì)，甚至直接降解成為CO2和H2O，接近完全礦化目前的高級(jí)氧化技術(shù)主要包括化學(xué)氧化法、電化學(xué)氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法和光催化氧化法等。
1、化學(xué)氧化技術(shù)
化學(xué)氧化技術(shù)常用于生物處理的前處理。一般是在催化劑作用下，用化學(xué)氧化劑去處理有機(jī)廢水以提高其可生化性，或直接氧化降解廢水中有機(jī)物使之穩(wěn)定化。
1.1Fenton試劑氧化法
該技術(shù)起源于19世紀(jì)90年代中期，由法國(guó)科學(xué)家H.J.Fenton提出，在酸性條件下，H2O2在Fe2+離子的催化作用下可有效的將酒石酸氧化[2]，并應(yīng)用于蘋(píng)果酸的氧化。長(zhǎng)期以來(lái)，人們默認(rèn)的Fenton主要原理是利用亞鐵離子作為過(guò)氧化氫的催化劑，反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基式為:Fe2++H2O2——Fe3++OH-+?OH，且反應(yīng)大都在酸性條件下進(jìn)行。
在化學(xué)氧化法中，F(xiàn)enton法在處理一些難降解有機(jī)物(如苯酚類、苯胺類)方面顯示出一定的優(yōu)越性。隨著人們對(duì)Fenton法研究的深入，近年來(lái)又把紫外光(UV)、草酸鹽等引入Fenton法中，使Fenton法的氧化能力大大增強(qiáng)。
郁志勇[3]等用UV+Fenton法對(duì)氯酚混合液進(jìn)行了處理，在1h內(nèi)TOC去除率達(dá)到83.2%。Fenton法氧化能力強(qiáng)、反應(yīng)條件溫和、設(shè)備也較為簡(jiǎn)單，適用范圍比較廣，但存在處理費(fèi)用高、工藝條件復(fù)雜、過(guò)程不易控制等缺點(diǎn)，使得該法尚難被推廣應(yīng)用。
1.2臭氧氧化法
臭氧氧化體系具有較高的氧化還原電位，能夠氧化廢水中的大部分有機(jī)污染物，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理中。臭氧能氧化水中許多有機(jī)物，但臭氧與有機(jī)物的反應(yīng)是有選擇性的，而且不能將有機(jī)物徹底分解為CO2和H2O，臭氧氧化后的產(chǎn)物往往為羧酸類有機(jī)物。且臭氧的化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，尤其在非純水中，氧化分解速率以分鐘計(jì)[5]。在廢水處理中，臭氧氧化通常不作為一個(gè)單獨(dú)的處理單元，通常會(huì)加入一些強(qiáng)化手段，如光催化臭氧化、堿催化臭氧化和多相催化臭氧化等。此外，臭氧氧化與其他技術(shù)聯(lián)用也是研究的重點(diǎn)，如臭氧/超聲波法[6]、臭氧/生物活性炭吸附法[7]等。
有文獻(xiàn)報(bào)道:將臭氧氧化與活性炭吸附相結(jié)合可使廢水中的芳烴質(zhì)量濃度降到0.002μg/L[8]。用臭氧氧化法去除工業(yè)循環(huán)水中的表面活性劑可有效增加城市污水處理場(chǎng)的凈化度、提高排水的水質(zhì)，于秀娟等人[9]利用臭氧—生物活性炭工藝去除水中的有機(jī)微污染物也取得了較好的效果。由于臭氧在水中的溶解度較低，如何更有效地把臭氧溶于水中已成為該技術(shù)研究的熱點(diǎn)。
2、電化學(xué)催化氧化法
該技術(shù)起源于20世紀(jì)40年代，有應(yīng)用范圍廣、降解效率高、能量要求簡(jiǎn)單、利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，應(yīng)用方式靈活多樣等優(yōu)點(diǎn)。電化學(xué)催化氧化法既可用于難降解廢水的前處理措施來(lái)提高可生物降解性能，又可以作為難降解酚類廢水的深度處理技術(shù)，在優(yōu)化的pH值、溫度和電流強(qiáng)度條件下，苯酚可以得到幾乎完全的分解。
針對(duì)高濃度、難降解、有毒有害的含酚廢水，傳統(tǒng)生物法和物化法已經(jīng)失去了其優(yōu)勢(shì)，化學(xué)氧化法又因其昂貴的費(fèi)用阻礙了其推廣應(yīng)用，電化學(xué)催化氧化法越來(lái)越受到人們的青睞，但其自身也存在一些問(wèn)題，如電耗，電極材料多為貴金屬，成本較高及存在陽(yáng)極腐蝕，指導(dǎo)其推廣應(yīng)用的微觀動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)研究尚不完善等。
3、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)廢水的一種行之有效的方法，其基本原理是在高溫高壓的條件下通入空氣，使廢水中的有機(jī)污染物被氧化，按處理過(guò)程有無(wú)催化劑可將其分為濕式空氣氧化和濕式空氣催化氧化兩類。
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