高级氧化技术处理有机废水研究进展

贺祎 龚坤(.陕西化建工程有限责任公司， 杨陵 700； .长安大学， 西安 70054)

有机废水来源广泛，排出浓度高于2000mg/L，成分复杂,大部分不易被降解。一旦有机污染物在土壤、地下水中积累，会给整个生态环境和人类健康造成严重威胁。

常用处理有机废水的方法有沉淀法、吸附法、生物法、化学法等，这些方法都有各自优势，同时存在着缺点。为了实现对有机污染物彻底的清除，需要寻求更好的处理有机废水的方法，最为显著的是高级氧化技术。该技术的关键是产生活性自由基，进而对有机污染物进行氧化降解，得到CO2和H2O等小分子物质。高级氧化技术对有机污染物的氧化能力强、降解速度快、处理过程温和。因此，高级氧化技术越来越得到研究人员的重视。

1 高级氧化技术

(1)湿式氧化法 湿式氧化技术中的氧化剂为氧气，在高温高压下将有机污染物大分子进行氧化分解，生成二氧化碳和水等小分子物质。该技术分为氧气从气相到液相的传质过程以及有机污染物的氧化过程两个阶段。

(2)臭氧高级氧化 O3的氧化还原电位较高(2.07V)，在杀菌消毒、有机物的脱色除臭等方面具有很大优势。将其他水处理技术和O3进行组合为臭氧高级氧化技术，其机理是产生羟基自由基(·OH)，随之诱发链式反应。

(3)超临界水氧化 水在超临界状态下，密度低，氢键的量急剧降低，特点是介电常数低、扩散性高、传输能力强。有机物和氧气在同一相中的溶解度极高，有机物极易被氧化，优点是氧化反应的进行不受相转移的限制。

(4)光化学氧化 利用电磁谱中波长0.10～0.4微米的紫外光辐射，可强化氧化多种有机物。其原理为经紫外光照射的有机物分子吸收高能光子后变成激发态，激发态的分子在回到基态的过程中，形成离子或活性自由基。这些离子或活性自由基再将有机物氧化，使得其矿化为小分子物质。

2 催化-高级氧化协同技术

催化剂的加入会在加速氧化反应进程的同时增强氧化能力，二者展现出了较好的协同作用，特别适用于高浓度、成分复杂、难降解有机废水，因而近年来发展较好。

(1)催化湿式氧化 催化湿式氧化主要是将催化剂加入到湿式氧化法中，催化湿式氧化技术的优势在于催化剂的加入，保证了其操作条件比湿式氧化法更为缓和，且处理效率更高，因此，催化湿式氧化的设备和运行的成本更低。

(2)Fenton氧化和Fenton-like氧化 Fenton氧化在处理浓度高、难降解、毒性大的有机废水具有很大优势。Fenton法的特点是操作简单、反应速度快、反应条件温和。在常温常压下便可通过Fe2+催化H2O2，产生·OH，它的氧化性极强。

除此之外，在研究过程中出现了很多的Fenton-like法。Fenton-like也就是用非Fe2+作为催化剂，例如Fe3+、FeO、Fe3O4、Cu、Mn、Zn等离子或氧化物，都实现了Fenton氧化的效果，达到了浓度高、难降解、毒性大有机废水的低值、环保技术降解。

(3)光催化 Carey等人在1976年发现TiO2在紫外光的照射下可以降解极难降解的多氯联苯，除TiO2之外研究人员开发出了如CdS、ZnO等其他物质作为光催化剂。该过程实现了非均相反应，TiO2催化剂可有效的回收且二次利用，完成了低浓度有机废水的有效去除。

3 紫外光增强的高级氧化技术

紫外光的优势是清洁绿色、无二次污染，应用时可以直接分解有机污染物，也可以与常用的氧化剂联合催化剂形成种类更多的高级氧化技术。

(1)紫外光光解 紫外光技术(UV)的关键技术因素是紫外光的照射，其机理是紫外光的高能使有机污染物的化学键断裂或者分子结构发生异构化，以实现对有机污染物的降解作用[1]。UV的优势是无二次污染，缺点是降解有机物所需时间较长、处理对象种类有限、能耗高。

(2)UV/H2O2UV/H2O2是将UV和H2O2联合起来处理有机污染物的技术，在UV的高能处理条件下，加上·OH的强氧化能力，更容易将有机污染物彻底氧化分解。由于其氧化产物只有CO2和H2O等无机小分子物质，无二次污染。

(3)UV/O3将UV和O3联合技术氧化性强于任何单独的一种，而且降解有机物的范围扩大，同时可以有效灭杀细菌、病毒等。UV/O3的机理为O3在UV照射下，产生O·再与水反应生成·OH 等，这些具有强氧化能力的自由基能进一步对有机物进行氧化分解作用。

4 结语

利用高级氧化技术在处理有机污染物具有很好前景，在未来的研究上，可以增强对多种高级氧化技术的联合使用，也可以将研究重点放在对高级氧化技术的反应器的研究上。

[1]Lee H,Shoda M.Removal of COD and Color from Livestock Wastewater by TheFenton Method[J].J.Hazard.Mater.,2008,153:1314-1319.

[2]王宏志，侯志广，赵晓峰,等.五氟磺草胺的光解特性研究[J].环境科学与管理,2013,38(7):23-25.