高级氧化技术在水处理中的研究与应用

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1、《高等环境化学》课程论文高级氧化技术在水处理中的研究与应用摘要介绍了高级氧化技术的原理，以及Fenton氧化法、光催化法、电催化法、臭氧氧化法、湿式氧化法及超临界水氧化法这几种常用的高级氧化技术在废水处理中的应用研究进展和应用，并探讨了各种高级氧化技术在实践应用中的优势和缺陷，并指出其今后的主要发展方向。关键字高级氧化技术；废水处理；羟基自由基ABSTRACTThispaperintroducesthecharacteristicsofadvancedoxidationprocesses.SeveralAdvance

2、doxidationprocesses，suchasFentonoxidation，photocatalyticoxidation，electrocatalysis，OzoneOxidization，Supercriticalwateroxidationandtheirapplicationinwatertreatmentareoverviewed.Theadvantagesanddisadvantagesandfutureresearchorientationofdifferentadvancedoxidation

3、processesarealsobeenpointedour.KeywordsAdvancedOxidationProcesses(AOPs)；wastewatertreatment；hydroxylradical(·OH)；1引言随着我国经济的不断发展，通过各种途径进入水体中有机物的数量和种类不断增加，对水环境的污染越来越严重，水环境的质量急剧下降，使人类的生活环境受到威胁而部分物质化学性质稳定，难以被微生物和常见氧化剂降解。对于难降解有机废水的传统方法处理，常采用物理法、化学法和生化法及其组合的方法，但由于这类废

4、水特殊的性质：可生化性差、毒性大、浓度高，对常规处理技术一般要求较高，且很难达到满意的处理效果。传统的生化处理法无法从根本上去除难生化降解废水中的污染物质，并且在处理过程中很容易引起对环境的二次污染。1987年，Glaze等人提了高级氧化技术（AOPs）的概念，它的显著特点是以羟基自由基等高活性物质为主要氧化剂，客服了传统方法存在的不足，因而在水处理研究中引起了广泛的关注和应用。高级氧化法以产生强氧化活性的羟基自由基为标志，通过电、声、光辐照、催化剂等作用方式，使污水中难降解物质直接矿化，或利用自由基强氧化作用将大分

5、子物质降解为小分子易降解物质，提高污水的可生化性。与其他传统水处理方法相比，高级氧化法具有以下特点[1]：（1）高级氧化技术是在不断提高羟基自由基的产生效率的基础上发展起来的。羟基自由基(·OH)氧化能力极强(氧化电位2.80V)，其氧化能力仅次于氟（2.87V），而它相比氟来说，又具有无二次污染的优势，在处理污水时能实现零环境污染零废物排放的目标。1《高等环境化学》课程论文（2）羟基自由基是一种无选择进攻性最强的物质，具有广谱性、无选择性。（3）由于·OH属于游离基反应，羟基自由基所发生的化学反应速率极快。比臭氧化

6、学反应速率常数高出7个数量级上，·OH形成时间极短，约为10-14s，反应时间约为1s，所以可在10s内完成整个生化反应，这样大大缩减了治理污染的工艺时间，提高了处理效率。（4）既可单独处理，又可与其他处理工艺联用，如利用UV-Fenton组合联用时处理效果很好，但也能单独利用Fenton技术处理难降解废水，可降低处理成本，同时也能取得较好的效果。AOPs目前已成为水处理领域的研究热点高级氧化技术主要分为Fenton氧化法、光催化氧化法、电催化氧化技术、臭氧氧化法、超声氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法等几类。本文对

7、这几种氧化技术在废水处理领域的研究和应用现状作了介绍。2高级氧化技术2.1Fenton氧化法2.1.1Fenton氧化法机理1893年，法国科学家Fenton发现，在酸性条件下(pH=2～5)，Fe2+和H2O2共存体2+/H系可以有效地将酒石酸氧化，因此将Fe2O2组合体系命名为Fenton试剂。1964年Eisenhauers首先将这种技术处理苯酚和烷基废水[2]。其基本作用机理为[3]：Fe2++H3+-2O2→Fe+·OH+OH·OH+RH(有机物)→P(降解产物)尽管Fenton试剂法在降解有机污染物方面具

8、有很大的优势，但由于有机物矿化程度不高，运行时消耗太多H2O2的而提高了处理成本。近年来人们开始考虑使用光辐射（如紫外光和可见光）和电等协同Fenton法处理制药废水垃圾渗滤液等，以提高Fenton试剂的氧化活性，减少Fenton试剂用量和Fe2+污染，这类技术被统称为类Fenton法。表1对传统Fenton法和各类Fenton法进行了比较。表