浅析污水处理中的高级氧化技术与发展

浅析污水处理中的高级氧化技术与发展

【摘要】随着我国的社会经济的不断发展，新科技的不断应用，我国的工业总产值照比改革开放前翻了数十倍。但在工业总产值不幅度提升的同时，工业生产造成的水污染问题也日益严重。随让、我国河流众多，但是因人口众多和经济形态的问题，我国的水资源问题也很紧张。工业对水资源的污染不断加大，已经威胁到了人们正常生产生活，处理工业水污染，已是迫在眉睫。工业污水中存在着大量的可化性差、相对分子质量大的物质，处理这些物质使用普通的生物处理法，清除起来极为困难。高级氧化法可以通过氧化过程，将这些物质矿化沉淀或溶解，而且它对环境产生的副作用也很小。所以高级氧化技术对工业废水的处理效果很好，也受到了广大污水处理企业的青睐。

【关键词】高级氧化技术；工业污水处理；研究发展；探析

前言

水资源作为人类重要的自然资源，是人类社会生存与发展的重要保证。伴随着社会经济的高速发展，工业污水排放量也在随之增加。在这些工业废水中，剧毒有机物含量非常巨大。这些物质对人体机能和内脏器的危害非常巨大。由此可见水污染问题已经严重威胁到了人类的正常生产生活。水污染处理问题，已是迫在眉睫。

1 高级氧化技术概述

高级氧化技术又被称为深度氧化技术。1987年，美国《环境科学与技术》杂志主编W·H·Glaze首次提出了高级氧化技术的定义，即通过各种光、声、电、磁等物理化学工程产生大量活性极强自由基（例如OH-），改自由基有着极强的氧化性，通过自由基的强氧化性来降解水中的有机物，最终将这些有机物转化为CO2和H2O。

与传统的氧化技术相比高级氧化技术具有生成氧化自由基氧化性极强、反应速度快、适用范围广、分解彻底、反应条件温和、可由发链反应以及操作简单等特点。所以对处理工业污水中普通氧化技术难以处理的有机物质，高级氧化技术可以很好地完成分化降解工作。

2 高级氧化技术分类

因为选择的氧化剂和催化剂、使用的技术以及使用的环境的不同，所以高级氧化技术也分为不同种类，主要种类有Fenton法和类Fenton法、臭氧氧化法、湿式氧化法、电化学氧化法、超声氧化法等。

2.1 Fenton法和类Fenton法

Fenton法，是法国科学家Fenton在1894年的一次强氧化实验中发现的。在实验中他发现，含有亚铁离子（Fe2+）与过氧化氢（H2O2）混合溶液可以迅速的氧化污染物中的有机物，并生成含Fe3+沉淀物。经过后人整理后，便形成了今天的Fenton法，后人为了纪念Fenton的贡献，将亚铁盐和过氧化氢的组合称为Fenton试剂。

Fenton法分为两种传统Fenton法和类Fenton法。

传统的Fenton法在处理工业废水的时候，收效显著。1964年加拿大学者Mandel首次应用Fenton试剂处理苯酚废水和烷基废水取得成功后，Fenton法被广泛的应用在了工业废水的处理中。传统的Fenton法中，过氧化氢（H2O2）和硫酸亚铁（FeSO4）的调配比例对降解有机物有重要的影响当Fenton试剂中的过氧化氢剂量增加到277.7mg·L-1时，COD去除率高达95%。

虽然传统的Fenton法氧化性强，氧化速率快，但是在处理中需要大量的Fenton试剂，处理时间较长，反应环境要求过高，而且亚铁离子（Fe2+）在处理废水时可能会造成二次污染。鉴于这些原因的影响，化学工作者通过紫外光、臭氧、微波等技术引入Fenton法中，并针对亚铁离子可能造成的二次污染，选择其他的过渡金属代替亚铁离子。这种方法被称为类Fenton法。类Fenton法增强了对有机物的氧化能力和降解能力，而且在试剂使用量上有所降低，节约了成本。

2.2 臭氧氧化法

近些年来，一些高级氧化技术研究者将臭氧（O3）引入了氧化实验中，并将它作为主要氧化剂进行氧化实验。臭氧的氧化还原性很强，且不会造成二次污染，用于废水处理可以有效的进行消毒、脱色，降解的速率也很快。但是单独使用O3进行污水养护处理时利用率不高且造价不菲。所以在进行臭氧氧化法时，将臭氧与过氧化氢等物质进行组合，作为氧化剂其反应速率和处理效果都有大幅度的提高，也扩大了臭氧降解的范围。

2.3 超声氧化法

超声氧化法，顾名思义是利用16kHz～1MHz频率的超声波，对污水溶液进行辐射处理，使溶液在一定时间内形成超声空化，生成高浓度的氧化物·OH和H2O2，从而快速地降解有机污染物。超声氧化法集合了自由基氧化、超临界水氧化等特点，降解迅速，条件温和，适合在大部分的污水处理环境，是一种发展前景很好的氧化处理技术。

但是单独使用超声氧化技术，成本太高，对于一些具有亲水、难挥发的有机污染物的处理不是很彻底，所以在使用超声氧化技术的时候，需要搭配其他的高级氧化技术，不仅能够提高污水处理效果，降低了处理成本，提高了利用率。

2.4 湿式氧化法

湿式氧化法是在高温、高压的条件下，以氧气或空气作为氧化剂氧化溶液中的处于溶解态或悬浮态的有机物质，将其转化成为二氧化碳和水等。在最佳状态小，湿式氧化法在处理农药废水时，去除率高达98%，色度去除率在99%以上。而且操作流程简单，不会造成二次污染。

3 高级氧化技术的发展前景

近些年来，高级氧化技术的研究和发展得到了充足的发展，在氧化剂和技术使用上，也有了进一步的革新。但是我国的高级氧化技术还没有得到广泛的应用。究其原因，是因为我国的高级氧化技术许多成果还只是停留在理论研究上，在实际使用上，还有不完善的地方。而且从我国的国情来看，现阶段的高级氧化技术与污水处理站的经济效应不符，且工作环境也不能达到高级氧化技术的要求。但是我们要看到高级氧化技术优越的净水性能。随着我国经济的发展，高级氧化技术在实际操作方面将会不断地完善，并能在不久的将来应用到水处理领域。

4 结束语

与传统的水处理技术相比，高级氧化技术适用的范围广、反应速率快、氧化能力强、污染小等优点，更适合水处理领域的未来发展。但由于高级氧化技术还处于试验理论阶段，存在着成本高、环境要求高、会出现二次污染等问题。所以国家要大力的支持高级养护技术的研究与发展，完善高级氧化技术存在的不足，并且要与传统水处理技术相配合，使其在水净化处理领域发挥出更大的效用。

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