高級(jí)氧化技術(shù)的研究和應(yīng)用

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1、高級(jí)氧化技術(shù)的研究和應(yīng)用1402032026孫小飛環(huán)境工程（2〉班摘要：綜述了近年來(lái)發(fā)展迅速的高級(jí)氧化技術(shù)，主要包括Fenton氧化法、臭氧氧化法、基于硫酸根自由基的高級(jí)氧化法、光催化氧化法、濕式氧化法、濕式催化氧化法、超臨界水氧化法、超聲氧化法和高壓脈沖放電等離子體技術(shù)等。闡述了它們處理難降解有機(jī)廢水的反應(yīng)機(jī)理、特點(diǎn)、存在的主要問(wèn)題及其應(yīng)用進(jìn)展，同時(shí)展望了各種高級(jí)氧化法的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：高級(jí)氧化技術(shù)；水處理；有機(jī)污染物；研究進(jìn)展一、前言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，進(jìn)入水體的化學(xué)合成有機(jī)物的數(shù)量種類急劇增加，造成水資源嚴(yán)重污染，水環(huán)境質(zhì)量急劇下降。去除有機(jī)污染物的常用方法為牛物處理。然

2、而，對(duì)于那些可牛化性差且有毒難生物降解的有機(jī)物，采用常規(guī)的物理、化學(xué)、生物方法難以滿足凈化處理在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的要求，這類廢水的處理技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。隨著研究的深入，高級(jí)氧化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并有了顯著進(jìn)展。二、高級(jí)氧化技術(shù)與傳統(tǒng)的氧化技術(shù)相比，高級(jí)氧化技術(shù)具有較多特點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)有：（1）反應(yīng)體系中產(chǎn)生大量的氧化性極強(qiáng)的自由基能快速分解大多數(shù)有機(jī)污染物；（2）反應(yīng)條件溫和，沒(méi)有選擇性，適用范圍廣，通常對(duì)溫度和壓力沒(méi)有特殊要求；（3）可以誘發(fā)鏈反應(yīng)，通常與其他的水處理技術(shù)聯(lián)用，作為其他處理技術(shù)的預(yù)處理或深度處理。其缺點(diǎn)有：（1）催化氧化法耗能較高，催化劑消耗量大，處理效果受水體pH值的影響；（

3、2）有的處理過(guò)程過(guò)于復(fù)雜，處理費(fèi)用普遍偏高，碳酸根離子及懸浮固體對(duì)反應(yīng)有干擾。三、高級(jí)氧化技術(shù)的分類及應(yīng)用1.化學(xué)氧化技術(shù)1.IFenton氧化法1894年，法國(guó)科學(xué)家Fenton發(fā)現(xiàn)在酸性條件下，F(xiàn)/和HQ?共存體系可以氧化酒石酸，該體系被稱為Fenton試劑。其氧化過(guò)程的實(shí)質(zhì)是Fe2+和HQ?之間的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)催化生成?0H降解有機(jī)污染物。由于Fenton法單獨(dú)使用成本高，而且體系中有大量的亞鐵離子存在，過(guò)氧化氫的利用效率不高，往往導(dǎo)致有機(jī)污染物的降解不完全。通常將Fenton氧化法與其它生物、混凝、吸附等處理技術(shù)聯(lián)用，將其作為生化處理的預(yù)處理或深度處理，以提高處理效果和降低成本oF

4、enton氧化法廣泛用于處理焦化廢水、餐飲廢水、農(nóng)藥廢水和堿性印染廢水。近年來(lái)人們開始考慮使用光輻射（如紫外光和可見光）、電、微波和超聲等協(xié)同F(xiàn)enton法處理制藥廢水、垃圾滲濾液等，以提高Fenton試劑的氧化活性，減少Fenton試劑用量和F/污染，這類技術(shù)被統(tǒng)稱為類Fenton法。Fenton法具有反應(yīng)速度快、反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單、設(shè)備簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但出水中含有大量的Fe2+,容易引起二次污染。因此，近年來(lái)，F(xiàn)J的固定化技術(shù)引起了廣泛關(guān)注oDaud等用浸漬法將固定在高嶺石上催化降解RB5,150min內(nèi)脫色率達(dá)99%；Luo通過(guò)人工合成的方法把Fe-Al負(fù)載型粘土作為Fento

5、n催化劑。該技術(shù)對(duì)苯酚廢液表現(xiàn)出良好的降解性能，提高了Fenton的氧化性，同時(shí)有利于催化劑的冋收再利用。1.2臭氧氧化法臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，在污水消毒、除色、除臭、去除有機(jī)物和COD方面有很好的效果。單獨(dú)的臭氧氧化法造價(jià)高、處理成本昂貴，且其氧化反應(yīng)具有選擇性，對(duì)某些鹵代坯及農(nóng)藥等氧化效果比較差。近年來(lái)發(fā)展了UV/O3、IIQ/03、UV/H2O2/Ti02/UV/O3等組合技術(shù)，其反應(yīng)速率和處理效果都優(yōu)于單獨(dú)的0：i氧化，且能氧化單獨(dú)作用時(shí)難以降解的有機(jī)物，擴(kuò)大了該技術(shù)處理污染物的范圍。1.3基于硫酸根自由基的高級(jí)氧化法活化過(guò)硫酸鹽高級(jí)氧化技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的以硫酸鹽白由基（?

6、S0Q為主要活性物質(zhì)降解有機(jī)物的一種新型的高級(jí)氧化技術(shù)。過(guò)硫酸鹽包括過(guò)一硫酸鹽和過(guò)二硫酸鹽，含有過(guò)氧基0—0,是一類強(qiáng)氧化劑。在光、熱、過(guò)渡金屬離子等條件下，可被活化分解為?so「。過(guò)硫酸鹽活化技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境污染治理領(lǐng)域，是剛剛發(fā)展起來(lái)的研究方向。目前主要應(yīng)用于以下兩個(gè)方面：（1）受有機(jī)污染土壤和地下水的原位過(guò)硫酸鹽氧化修復(fù)；（2）活化過(guò)硫酸鹽處理有毒有害難生化有機(jī)廢水。1.光催化氧化技術(shù)光催化氧化法的機(jī)理是在常溫常壓下，光敏半導(dǎo)體材料結(jié)合催化劑、光和空氣從而具有一定的能量并在水屮產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的拜基自由基，這些拜基自由基能將有機(jī)物降解并最終礦化生成C()2、H2O等小分子無(wú)機(jī)物或

7、無(wú)機(jī)離子如N03-、P0盧等，達(dá)到降解或礦化難降解有機(jī)污染物的目的。常采用的半導(dǎo)體催化劑有Ti()2、CdS和ZnOo光源可為紫外光、模擬太陽(yáng)光和H光。還可利用自然條件，如空氣最為催化促進(jìn)物。采用超聲、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、微波等物理場(chǎng)輔助光催化氧化,可以提高光催化的氧化能力，如超聲一光催化技術(shù)、電場(chǎng)一光催化技術(shù)、磁場(chǎng)一光催化技術(shù)、微波一光催化技術(shù)等。光催化氧化法用于去除難降解有機(jī)污染物具有簡(jiǎn)單高效、能耗低、無(wú)二次污染和應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。但也存在光催化量子效率低、處