高级氧化工艺处理工业废水的进展与应用

王锶铭

【摘要】：工业废水的生产运行过程中，其废水排放处理率通常低于30%，使其成为了影响水质不可忽视的污染源之一。其中制药废水具有极大的生物毒性，成分复杂且可生化性差，运用传统物化处理及生物处理效果低下，不能有效处理，无法达到排放标准。因此，高效的工业废水处理工艺对于废水问题的解决具有极大的现实意义。文章针对高级氧化工艺处理工业废水的进展与应用进行了详细的阐述，内容仅供参考。

【关键词】：高级氧化工艺；工业废水；进展与应用

1高级氧化工艺简介

①高级氧化工艺，其实也叫做深度氧化工艺，反应过程中能产生十分多的有强氧化能力的羟基自由基（·OH），其氧化功能比O3、H2O2、MnO4-、Cl2等常用氧化剂电势都高，仅次于氟（2.87V）的氧化功能，尽管（·OH）寿数很短，且在不同的环境介质中，（·OH）存在的时刻长短有必定的不同，一般都小于10-4s，但是（·OH）的反响速率为106～109mol/（L·S），而且（·OH）可作为中心产品诱发链共同作用。

②（·OH）对有机污染物的选择性低，可直接与废水中的污染物反响，也可与作用的中心产品持续反响，直至中心产品被彻底氧化为CO2、水和无机盐，不会产生很多的在该系统中不存在的其他化学物质以及生物污泥，不会发作二次污染。

1.2高级氧化工艺的分类

1.2.1 Fenton氧化法。1894年，法国人H.J.HFenton发现选用Fe2+、H2O2系统能氧化多种有机物。为了纪念他，后人将亚铁盐和过氧化氢的组合称为Fenton试剂，它能高效氧化去除一般废水处理技能无法去除的难降解有机物。近年来，许多学者倾向于将Fenton氧化法与其他处理办法结合起来处理有机废水，如微电解法、超声波法、生物处理法等等。

1.2.1.1反应机理。Fenton试剂法处理废水的本质是二价铁离子（Fe2+）与过氧化氢之间的链作用催化生成羟基自由基（·OH），其具有较强的氧化功能，（·OH）与有机物RH反响生成游离基（R·），（R·）则进一步氧化生成CO2和H2O，然后大大减少了废水的COD。另一方面，（·OH）具有很高的电负性或亲电性，它的电子亲和才能达569.3kJ之高，具有很强的加成作用特性，因而Fenton试剂可无选择性或低选择性的氧化水中的大多数有机污染物，特别适用于生物难降解、生物低降解或一般化学氧化剂难以见效的有机污染物的氧化处理。

1.2.1.2 Fenton氧化法处理废水的影响要素。①H2O2投加量。Fenton氧化法处理有机废水要作用H2O2以及催化剂，而H2O2归于较贵重的试剂，故Fenton氧化法的成本基本上取决于H2O2的投加量。H2O2的量不宜过多也不宜过少，过多将无效分化为O2，按其分化发作（·OH）的作用，过少则作用不彻底，也会影响处理作用。②催化剂的品种及投加量。除了Fe2+以外，Cu2+、Ag+、Fe2+/TiO2、活性炭等均可催化H2O2分化发作（·OH）的作用，但其催化才能不同，催化作用天然也不同。

1.2.2湿式氧化技能。湿式氧化技能是使有机污染物在高温高压并通入空气的条件下被氧化的一种处理高浓度、有毒有害有机废水的高效办法。在处理过程中若引进催化剂，称为湿式空气催化氧化；若未引进催化剂，则称为湿式空气氧化。

1.2.2.1湿式空气氧化。湿式空气氧化技能（Wet Air Oxi-dation，简称WAO，具有高效、节能、无二次污染等长处，对硫化物、酚、氰、COD的去除率都很高；但一起因为其作用要在高温高压下进行，对作用器的要求就比较高，故设备费用较大，而且对像多氯联苯、一些小分子醇、小分子羧酸等降解作用差，甚至会发作有毒的中心产品，需进行后续处理，从而提高了成本。

1.2.2.2湿式空气催化氧化。为了客服WAO的缺陷，人们很快就研讨出了湿式空气催化氧化技能（Catalytic Wet AirOxidation，简称CWAO），其催化剂一般为金属盐、单一或复合氧化物，在参加催化剂后，反响所需的温度与压力都有必定下降，对设备的要求也有所下降，在下降能耗的一起提高氧化分化才能，然后缩短了反响时刻。一起相对于WAO而言，CWAO具有净化效率高、流程简略、占地面积小等长处，特别是能去除苯并芘这种致癌物，因而该处理技能得到了广泛的使用。

2废水高级氧化降解技术研究进展

2.1Fenton氧化降解废水试剂对有机污染物降解效果较好，吸附性能稳定，是降解废水中残留药剂较好的一种高级氧化水处理技术之一。针对废水中残留黄药的问题，采用Fenton氧化法，对实验室模拟的浓度为120mg/L的黄药废水，进行氧化降解，结果表明：在初始pH=4，H2O2初始浓度为20mg/L，反应60min的条件下，黄药的去除效果最好，达到99.5%。但因Fenton试剂单独使用，对污染废水的降解成本较高，通常采用与其它技术连用的方法对废水进行降解。

2.2光化学氧化降解废水

光化学氧化技术近年来发展迅速，成为水环境领域研究的热点，应用前景较好。光化学氧化技术因其高效、低成本、强氧化性的特点，适用于降解废水中难降解的有机污染物。光化学氧化技术降解废水的过程中，废水中生成强氧化性的（·OH），对有机污染物的降解机理如下：用紫外与真空紫外两种光源对焦化废水进行深度处理，结果表明：随着光照强度的增加，生物处理出水COD逐渐降低；真空紫外光照射24h后，可以完全去除生物处理出水中的腐殖质类物质，比紫外光更有效的去除生物处理出水中残留的含氮无机物。同时，光化学氧化技术反应条件温和，对废水中难降解的药剂具有较好的降解效果，可以提高废水回用率。光化学氧化分为光催化氧化和光激发氧化。有关研究表明，光化学氧化技术在降解废水的过程中，起主要作用：在光的照射下，废水中生成强氧化性（·OH），对废水中的残留药剂进行氧化降解。

2.3声化学氧化降解废水

声化学氧化主要是在高温高压条件下，利用频率在15kHz-1MHz的声波，使废水中产生（O·）、（OH·）、（HO2·）等强氧化物质，对污染物进行氧化降解的技术。有时也会利用超声吹脱法对高浓度有机污染物进行吹脫处理。单独利用超声波对污染物的降解效果不够明显，通常采用超声与其它方法的协同作用对难降解有机污染物进行降解。超声波在与紫外光联合利用降解活性污泥，可以促进光生电子，活化催化剂表面，加速传质从而提高光催化效率，具有明显的协同效应。

结语

高级氧化工艺具有许多废水处理工艺不可比拟的优点，特别是对难降解有机污染物的去除。然而，对于高级氧化工艺也有不能氧化分解去除的化学物质，或者是也有去除效果不理想的废水，故对于现有的高级氧化工艺，应从多方面研究技术的改进与完善，如催化剂、载体、集成技术、高效反应器、研发新技术等，并且应关注反应中间产物的研究及毒性的评价问题，对高级氧化工艺处理有机废水的效果做出全面、客观地评价以及选取。

【参考文献】：

[1]张国卿，王罗春，徐高田，等. Fenton 试剂在处理难降解有机废水中的应用[J]. 工业安全与环保，2015，30（3）：17 -20.

[2]刘亮. 高级氧化法处理难降解有机废水的研究进展[J]. 甘肃科技，2016，24（10）：77 -79.endprint