隨著(zhù)人們對難降解工業(yè)廢水處理工藝研究的不斷深入，高級氧化技術(shù)在難降解工業(yè)廢水的處理中得到了廣泛應用。由于高級氧化技術(shù)能夠提高污水的可生化性，因此高級氧化技術(shù)是難降解工業(yè)廢水預處理與深度處理的一個(gè)重要過(guò)程。

　　1、高級氧化技術(shù)概念

　　高級氧化指的是任何產(chǎn)生以羥基自由基(OH?)為目的過(guò)程。高級氧化技術(shù)不是指相同的某一種技術(shù)，而是構成一個(gè)族。羥基自由基(OH?)是目前在水處理領(lǐng)域最強的氧化劑，其氧化還原電位高達2.80V。由于羥基自由基(OH?)具有非常強的氧化性，這使得它能夠對難降解有機物進(jìn)行絕對的氧化，產(chǎn)生二氧化碳和水。

　　2、常見(jiàn)的高級氧化技術(shù)

　　目前在難降解工業(yè)廢水處理中常用的高級氧化技術(shù)的最終目的，都是以產(chǎn)生羥基自由基(OH?)為目的，根據其誘發(fā)產(chǎn)生羥基自由基(OH?)方法的不同，將其分為Fenton法、臭氧氧化法、濕式氧化法、電催化氧化、超臨界水氧化法等。

　　(1)Fenton法。

　　高級氧化技術(shù)的Fenton法最早是由英國人Fenton于1894年發(fā)明，Fenton發(fā)現在H2O2中加入Fe2+催化劑能夠產(chǎn)生羥基自由基(OH?)，如下式：

　　通過(guò)以上反應式可以看出Fenton法操較簡(jiǎn)單，實(shí)際工程應用案例表明了該法具有反應器設計較簡(jiǎn)單、過(guò)程可操作性強、產(chǎn)生羥基自由基(OH?)速度快等優(yōu)點(diǎn)。但是，試驗過(guò)程中也發(fā)現單獨的使用Fenton法會(huì )消耗較多的雙氧水，由于雙氧水的價(jià)格較高，使得處理水的成本增加。由于在反應過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生Fe3+，再加上反應過(guò)程殘留的Fe2+，會(huì )使出水的色度非常高。因此，為了降低單位出水成本、提高反應效率，實(shí)際工程中常與其他技術(shù)組合使用，如和光化學(xué)組合的光Fenton法、與電化學(xué)組合的電-Fenton法等。

　　(2)臭氧氧化法。

　　臭氧氧化法既是一種高效的消毒技術(shù)，又是一種高級氧化技術(shù)，其主要作用原理是臭氧分子與水接觸后會(huì )產(chǎn)生羥基自由基(OH?)。臭氧氧化法一方面能夠對水體起到充氧的作用，一方面能夠將難降解的污染物進(jìn)行分解以提高其生化性。但是，臭氧分子進(jìn)入水中后，分解產(chǎn)生的羥基自由基(OH?)量很少，工程中必須和其他技術(shù)進(jìn)行結合，如與UV結合，與半導體材料結合，與超聲波結合等。

　　(3)濕式氧化法。

　　濕式氧化法的反應條件較苛刻，它是在高溫高壓的條件下以大氣中的氧氣為氧化劑對廢水中的大分子有機物進(jìn)行降解的過(guò)程。濕式氧化法必須在高溫高壓的條件下才能發(fā)生，對反應器的性能提出了更加嚴格的要求。由于發(fā)生濕式氧化法的反應器必須具有耐高溫、高壓的特點(diǎn)，所以設備的投資較大，處理水的成本較高。為了降低濕式氧化法的反應條件，近幾年也出現了以催化濕式氧化法為代表的高效濕式氧化法。

　　(4)電催化氧化法。

　　電化學(xué)氧化技術(shù)指的是在廢水中加入電極，對廢水進(jìn)行通電處理從而產(chǎn)生羥基自由基(OH?)等集團對廢水進(jìn)行氧化的方法。該方法不需要額外的添加催化劑，直接在廢水中發(fā)生反應，操作也較方便。但是該技術(shù)對設備以及電極的要求非常高，處理不當會(huì )產(chǎn)生很多副反應，從而浪費大量的能耗。

　　(5)超臨界水氧化法。

　　超臨界水氧化法是以超臨界狀態(tài)下的水為介質(zhì)，在高溫高壓條件下對廢水中的有機物進(jìn)行分解氧化的方法。

　　3、在難降解工業(yè)廢水中的應用

　　煉油廠(chǎng)、化工廠(chǎng)、焦化廠(chǎng)等企業(yè)都會(huì )產(chǎn)生大量的含酚廢水，含酚廢水是一種對水環(huán)境危害較大的工業(yè)廢水。工程中一般采用萃取法、吸附法等對含酚廢水進(jìn)行處理，但是實(shí)際運行效果不佳。為了研究高級氧化技術(shù)對含酚廢水的處理效果，陳思莉等采用Fenton試劑對自行配置的含酚廢水進(jìn)行處理，討論了H2O2的投加量、Fe2+催化劑的投加量、試驗反應時(shí)間、試驗用水的pH值這4個(gè)因素對含酚廢水COD去除效果的影響。試驗結果表明，在低濃度雙氧水條件下H2O2與Fe2+的配比對COD去除率的影響很大，當H2O2與Fe2+的配比為3時(shí)COD的去除率最大，在一定的投加范圍內，COD的去除率隨H2O2的投加量增大而升高，當H2O2的投加量超過(guò)臨界值后對COD的去除效果影響很小;pH=3時(shí)COD的去除率高達90%，然后隨pH的逐漸增大，COD的去除效果逐漸降低;Fenton試劑與含酚廢水接觸時(shí)間越長(cháng)反應效果越好，COD的去除率越高，當反應時(shí)間過(guò)大時(shí)，COD的去除率會(huì )出現緩慢下降的趨勢。

　　制藥工業(yè)廢水具有COD高、可生化性差、色度高等特點(diǎn)，往往難以直接進(jìn)行生化處理。研究發(fā)現，反應器的溫度越高對COD的去除率越高;反應時(shí)間越長(cháng)廢水的處理效果越好;初始氧分壓越高對COD的去除率也越高;在廢水中添加均相催化劑能夠提高出水效果，添加GuSO4后COD的去除率可提高19%。

　　常規的生化法很難處理焦化廢水中一些難降的多環(huán)類(lèi)有機物，處理水質(zhì)很難達到國家規定的工業(yè)廢水排放標準。馮壯壯等設計了1套電催化氧化試驗裝置，處理某鋼鐵廠(chǎng)常規工藝處理后的焦化廢水，并分別進(jìn)行了靜態(tài)試驗與動(dòng)態(tài)試驗，研究了電流密度、電極板數量、反應器結構對系統的影響。靜態(tài)試驗發(fā)現，COD的去除效率與裝置的電流密度有關(guān)，當電流密度小于100A/m2時(shí)，COD的去除效率隨電流密度的增大而升高，電流密度大于100A/m2時(shí)，COD的去除效率隨電流密度的增大反而降低;電極板數量的增多增加了廢水與極板的接觸面積，從而提高了去除效率。連續運行動(dòng)態(tài)試驗結果表明，電流密度為100A/m2、極板數量為4對、反應器水力停留于時(shí)間為120min時(shí)，對COD的去除率達60%。

　　造紙廢水中的纖維素屬于難降解有機物，常規的生化法很難將其去除。李海霞等開(kāi)發(fā)了一種專(zhuān)門(mén)用于處理造紙廢水的超臨界水氧化技術(shù)，試驗研究了過(guò)氧量、反應溫度以及壓力對廢水COD的去除效果的影響。研究結果表明，適當的增加過(guò)氧量能夠提高COD的去除率;反應器的溫度升高，COD的去除率迅速上升，當反應器的溫度上升到500℃時(shí)COD的去除率高達99%。反應器壓力的大小對COD去除效率的影響不明顯。

　　4、結論與展望

　　高級氧化技術(shù)是一種新型的高效污水處理技術(shù)，由于其對難降解污染物降解的徹底性、高效性，已經(jīng)在國外得到了廣泛的應用。雖然高級氧化技術(shù)在我國已經(jīng)得到了初步的應用，但是距離廣泛的推廣還相差甚遠。原因是我國高級氧化技術(shù)理論體系還未健全，對高級氧化技術(shù)的研究還未成熟，再加上我國各地的工業(yè)廢水的水質(zhì)千差萬(wàn)別，更使得該技術(shù)難以推廣。

　　未來(lái)的研究方向應從以下3個(gè)方面進(jìn)行：

　　(1)研究不同有機物氧化的機理。

　　不同的有機物去除機理是不同的，只要弄清楚了不同有機物的去除機理，才能選用適當的高級氧化技術(shù)。

　　(2)降低處理成本。

　　目前的高級氧化技術(shù)在處理工業(yè)廢水中普遍存在處理費用過(guò)高的問(wèn)題，為了降低處理成本，應該開(kāi)發(fā)高效的氧化劑與催化劑。

　　(3)優(yōu)化反應器設計。

　　不同類(lèi)型的反應器傳質(zhì)過(guò)程是不同的，對廢水的處理效率也是不同的，應該全面研究反應器的構造形式，提高反應的傳質(zhì)效率。(來(lái)源：廣州鵬凱環(huán)境科技股份有限公司)