高级氧化技术在水处理中探究进展

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1、高级氧化技术在水处理中探究进展　　摘要：高级氧化技术是当今水处理领域的研究热点之一。本文综述了近几年国内外采用化学氧化法、光催化氧化法、水热氧化法及电化学氧化技术的联合使用等高级氧化技术在水处理中的研究和应用情况。关键词：高级氧化技术；水处理；应用中图分类号：TK223.5文献标识码：A文章编号：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，要求所使用的氧化剂具有足够的氧化能力

2、以彻底降解有机污染物，促进了高级氧化技术的发展。一、高级氧化技术的发展及其特点71987年，Glaze等人首先系统的提出了高级氧化技术的定义，即以反应中产生的羟基自由基(·OH)为主要氧化剂氧化分解和矿化水中的有机污染物的氧化方法。随着高级氧化技术的发展，其定义也有了新的内容。高级氧化又称为深度氧化，其原理是在光、电、氧化剂、催化剂等的协同作用下，在体系中产生了活性极强的自由基。具有强氧化性的自由基可以将难降解的有机污染物氧化分解成小分子物质，甚至直接分解为CO2和H2O。与传统的氧化技术相比，高级氧化技术具有如下特点:①反应体系中产

3、生大量的氧化性极强的自由基，如·OH氧化还原电位高达2.80V，硫酸根自由基(SO4－)氧化还原电位为2.60V；②反应速度快，大多数有机污染物在此过程中的氧化速率常数可以达到106～109M－1s－1;③适用范围广，具有较高氧化电位的自由基几乎可将所有有机物氧化直至完全分解;④反应条件温和，通常对温度和压力没有特殊要求;⑤可以诱发链反应;⑥可以与其他的水处理技术联用，作为其他处理技术的预处理或深度处理;⑦操作简单，易于设备化管理。高级氧化技术的分类及其应用2.1化学氧化法2.1.1Fenton法下式为Fenton法的氧化机理：Fe2

4、++H2O2→Fe3++OH-+·OH·OH+RH（有机物）→P（降解产物）7Antonio等利用Fenton试剂对提高垃圾渗滤液的预处理效果进行了研究，研究表明当COD为10540mg/L，BOD5为2300mg/L，TOC为3900mg/L，NH3-N为5210mg/L时，经Fenton试剂预处理，COD的最大去除率可提高至60%。Fenton法对垃圾渗滤液的预处理影响因素主要有pH、H2O2的投加量和铁盐的投加量等。利用Fenton氧化机理，分别采用Fenton试剂和UV/Fenton试剂对含酚废水进行处理，实验结果表明，Fen

5、ton试剂在紫外光照射的条件下，可大大提高对含酚废水的处理效果[1]。2.1.2臭氧氧化法臭氧（O3）是一种强氧化剂，在水溶液中自发分解成含氧自由基，但直接氧化速率低，且选择性较高。而在碱性体系中，OH-的存在会加速O3的分解，产生·OH，加速反应过程。为了提高臭氧处理效率，研究者将氧化剂H2O2、紫外光等引入反应体系，如O3/UV体系中，二者的协同作用，加速了O3的分解速率，提高了污染物的反应速率；在O3/H2O2体系中，H2O2提高了O3的分解速率，增加了·OH的产生数量，有利于污染物的降解；同样，O3/H2O2/UV混合体系也能

6、加速O3的反应能力，并不断有研究者将上述技术用于含难降解污染物的废水处理中。比如分别以O3、ClO2和Fenton试剂作为氧化剂，用于焦化废水的深度处理，研究这3种氧化剂对污染物COD及UV254的去除效果，从氧化能力，有无二次污染和投资及运行费用等方面对这3种技术进行比较，最终得出O3氧化为深度处理的最适宜工艺[2]。2.2光催化氧化技术71972年Fujishuma和Honda发现了TiO2单晶电极在光照条件下可持续发生氧化还原反应，产生H2和O2。从此，这一技术迅速应用于环境净化领域，大量的研究表明大多数难降解有机物在光催化氧化

7、的作用下可被有效的降解或去除。有研究者以负载Fe3+的金红石型TiO2(Fe/TIO－R)为光催化剂，以内分泌干扰物阿特拉津作为模型污染物，研究了Fe/TIO－R可见光催化H2O2降解阿特拉津的反应特性[3]。结果表明，Fe/TIO－R能催化H2O2降解阿特拉津，反应60min后，阿特拉津的降解率达到96%。通过对反应体系的荧光光谱分析显示，阿特拉津的降解涉及·OH的产生与参与。有研究表明，在TiO2光催化剂中掺杂Pr2O3时，会阻碍TiO2晶相由锐钛矿型向金红石型的转变，使TiO2的粒径减小，比表面积增大，催化活性增强。2.3水热氧

8、化技术水热氧化技术是在高温高压的条件下，通过空气或其它氧化剂，将废水中溶解的和悬浮的有机物或还原性无机物在水相氧化分解，大幅度去除BOD、COD、SS等的方法。水热氧化技术根据反应条件的不同分为湿式氧化技术、催化湿式氧化