高级氧化技术处理介绍

高级氧化技术处理介绍
高级氧化技术（AOP）是利用各种光、声、电、磁等物理或化学反应以产生活性极强的羟基自由基（OH）为目的，进而利用羟基自由基的强氧化性（其氧化还原电位高达2.80V），对废水中有机物进行降解，最终将有机污染物氧化降解为无毒的小分子的技术过程。

高级氧化技术主要分为电化学氧化法、光催化氧化法、超声波降解法、臭氧氧化法、湿式空气氧化法等。

高级氧化技术与其他氧化方法相比较，具有以下主要特点：羟基自由基较高的氧化电位可无选择性的将有机物氧化降解;反应速度快，处理效率高，不产生二次污染，工业适用范围广泛。

1、电化学氧化法
电化学氧化法就是利用外加电场的作用控制电子定向转移，在特定的电化学反应器内，发生一系列的物理过程或化学反应过程，达到预期的去除水中污染物的目的。

2、光催化氧化法
半导体光催化氧化的羟基自由基反应是光化学氧化法的实质，半导体材料在光照射的情况下产生光致空穴，这些空穴可以将其表面从溶液中吸附的氢氧根和水氧化成羟基自由基，OH可以无选择性的使难生物降解有机物分解为小分子物质，最终矿化为H2O和CO2。

单纯的光化学氧化法虽然反应条件温和、操作过程易于控制但氧化效率较低。

研究表明，将光化学技术和氧化技术结合，与氧化剂协同作用可大大提高氧化效率，使工艺得到进一步改进。

常见的光化学氧化应
用技术有：UV/O3、UV/H2O2、Photo/Fenton氧化等。

其中Photo/Fenton 氧化技术是目前在工业废水处理领域非常有前景的技术之一。

该工艺操作简单，无需高温和高压的反应环境，降解效率高，且Fenton试剂对环境不会产生二次污染。

于然等人提出了一种H2O2协同光催化膜分离技术，通过向光催化膜分离过程中投加H2O2，在光催化、UV/H2O2过程和光芬顿过程的协同下拓宽活性物种产生路径，进而提高膜在水中的污染物降解能力。

Lai等利用TiO2对异环磷酰胺进行光催化降解发现，异环磷酰胺在10min内可去除，并且光催化6h 后，溶液中TOC去除率可达50%以上。

光催化氧化法是一种有效且具有发展前景的水处理技术，若要大规模工业化，还需要拓展对光催化反应机理及其反应动力学的研究，继续开发可以利用太阳光的新型催化剂，提高光利用率的同时降低成本，为工业化处理污水奠定基础。

3、超声波降解法
超声波在溶液中传播，会引起溶液分子的机械振动，产生压缩和膨胀的现象，使得溶液同时具有振动的动能和形变的势能，在溶液中传播的同时也伴随着能量的传播，因而能在水中引起空化效应，产生很强的瞬间局部高温高压环境。

水分子在“热点”达到超临界状态，超声空化泡崩溃产生的冲击波和射流使得OH、OOH和H2O2等进入污染物溶液中，从而引发高温、超临界、自由基和机械等作用来达到降解有机物的目的。

超声波技术处理有机废水是一种近些年新发展起来的废水处理
技术，该技术既可以单独使用，又可以与其他技术联合使用。

其具有低能耗、无污染或少污染等特點，是一种高效绿色的处理技术，具有较好的发展和应用前景，受到国内外相关学者的关注。

但由于超声波反应器的成本高、处理量较小，不适合长时间运行工作等原因，在国内仍处在研究阶段。

为此，一些学者相继开发了超声波与其他水处理方法协同作用的新工艺，如超声/臭氧，超声/过氧化氢等在实验室研究阶段取得了较好的效果。

4、湿式氧化法
湿式氧化法（简称WAO）是在20世纪50年代被提出并发展起来的一种处理高浓度有机废水的方法。

它是利用空气和氧气为氧化剂，将溶解和悬浮于水中的有机污染物，在高温、高压下（150-350℃，0.5-20MPa）进行液相氧化分解，变成无毒无害的小分子，大幅度去
除水中COD、BOD的方法。

为了提高湿式氧化法的处理效果，可向体系中加入适宜的催化剂，即为催化湿式氧化法（CWAO），可降低反应过程中所需的温度和压力，缩短处理时间，降低成本，因而受到研究学者的广泛关注。

湿式氧化反应在水的临界温度下的水相中进行。

根据目前的研究，湿式氧化过程被认为分为有两个主要阶段：第一个阶段是氧从气相向液相的传质过程。

第二个阶段是溶解氧与基质之间的化学反应。

有研究表明，湿式氧化法的反应机理主要属于自由基反应，共经历四个反应阶段，分别为诱导期、增殖期、退化期和结束期。

自由基的形成被
认为是在诱导期和增殖期，但也有学者认为分子态氧只是在增殖期才参与自由基的形成。

生成的HO·，RO·，ROO·等自由基攻击有机物RH，引发一系列的链反应，生成其他分子和二氧化碳。