高級氧化技術在廢水處理中的應用進展

摘要：在生產(chǎn)生活的過程中，各種廢棄物大量的排入水中，導致我國當前水環(huán)境受到嚴重的污染。隨著研究的逐步深入，高級氧化技術逐步出現(xiàn)，并且獲得了較大的突破，本文重點分析研究高級氧化技術在廢水處理中的應用進展，以供參考。

關鍵詞：高級氧化技術;廢水處理;應用;進展

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）09-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.058

Application progress of advanced oxidation technology in wastewater treatment

Zhao Zhangjing

（Zhongxian Ecological Environment Bureau，Chongqing 404300，China）

Abstract：In the process of production and life，a large amount of various wastes are discharged into the water，resulting in serious pollution of the current water environment in China.With the gradual deepening of research， advanced oxidation technology has gradually emerged，and a major breakthrough has been made.This article focuses on the analysis and research of the application progress of advanced oxidation technology in wastewater treatment for reference.

Key words：Advanced oxidation technology;Wastewater treatment;Application;Progress

1 高級氧化技術概述

高級氧化技術主要是在化學氧化法的條件下發(fā)展出來的，對一些難降解有機污染物進行處理的新技術。這種技術在應用的過程中主要通過活性較強的羥基自由基和水當中的一些高分子有機物之間進行反應，最終對這些有機物進行處理，可以有效地分解水中的有機物，具有較好的應用效果。另外，需要在研究的過程中對細節(jié)進行有效地控制，提高效率，通過進一步的優(yōu)化工藝參數(shù)等方法開發(fā)新型高效催化性能的催化劑和電極，并且注意在操作的過程中細化各種技術，仔細研究各高級氧化技術之間聯(lián)用和高級氧化技術與其他水處理技術組合應用，這樣才能提高氧化速率和效率，另外，在應用的過程中能夠處理單獨氧化技術難以氧化降解的有機污染物[1]。在實際應用過程中，需要加強管控，重視聯(lián)系和實踐，分析細節(jié)，結合其他生化處理和深度處理工藝等方式，這樣才能進一步提高工業(yè)廢水的處理效率，實現(xiàn)廢水零排放處理目標，本質上將環(huán)境污染等問題解決。

2 高級氧化技術在廢水處理中的應用進展

2.1 光化學氧化

光化學氧化法主要是在光照的條件下，讓氧化劑產(chǎn)生羥基自由基，這樣可以有效地分解有機污染物，主要可以分成光催化氧化法以及光激發(fā)氧化法。在操作的過程中，光激發(fā)氧化法的應用非常廣泛，主要是通過紫外線進行照射，照射具有催化效果，能夠讓氧化劑的氧化能力提高，并且在應用過程中可以讓氧化劑產(chǎn)生羥基自由基和超氧負離子自由基等一系列物質。這些物質在水中具有的氧化能力更強。光催化氧化法在應用的過程中主要是在待處理溶液當中加入一定量的催化劑，通過這些催化劑并且進行紫外線照射的方法，使之產(chǎn)生大量的羥基自由基。通過羥基自由基的氧化能力來處理有機污染物。二氧化鈦是光催化氧化法當中應用最為常見的一種催化劑，我國相關學者將TiO2在毛竹活性炭上使用，讓負載TiO2的活性炭和微波之間進行協(xié)調(diào)處理，這樣可以有效地對制藥工業(yè)廢水進行降解。通過分析發(fā)現(xiàn)光催化降解之后，廢水的COD去除率和脫色率大幅度提高，能夠達到91.7%和94.5%，然而二氧化鈦在應用的過程中會出現(xiàn)較大的帶隙能，對二氧化鈦催化劑的進一步應用產(chǎn)生了影響，因此還需要進行深入的研究。

光化學氧化法在應用的過程中反應較為溫和，而且運行的成本相對較低，能夠和其他高級氧化技術進行聯(lián)用。然而在應用的過程中也有一定的不足之處，比如說：光利用效率不高，催化劑的制備成本高，可能會出現(xiàn)一些毒素更大的中間產(chǎn)物，因此，還需要在實際使用工程中深入研究才能進行推廣[2]。

2.2 臭氧氧化法

依照臭氧和污染物之間的不同反應方式，臭氧氧化法可以分為兩種，一種是臭氧間接反應，另外一種是臭氧直接反應。臭氧反應主要對有機物當中的雙鍵結構進行破壞，讓有機物逐步轉化為小分子，在應用過程中可以有效打破有機物的雙鍵結構。臭氧直接氧化反應，在應用過程中，具有一定的選擇性，而且反應的速率較低，無法有效對污水進行凈化，因此主要在工業(yè)廢水預處理階段使用，可以讓廢水的B/C比增加，而臭氧間接反應主要是臭氧在水中首先分解產(chǎn)生羥基自由基，接著羥基自由基對有機物進行氧化。這種反應不具有選擇性，在應用的過程中氧化程度較高，而且反應速度快，優(yōu)點較多，廣泛應用于工業(yè)廢水處理當中。臭氧間接反應的時候，臭氧在水中生成羥基自由基的條件有三種，即金屬催化物條件，紫外線條件以及堿性條件。我國某學者自制的負載型二氧化鈦作為催化劑來對臭氧催化使其對水溶性腐殖質進行氧化，能夠提高氧化的效果。通過實驗分析發(fā)現(xiàn)，利用二氧化鈦作為氧化劑進行臭氧的水處理，可以讓效率提高28.8%，能夠將腐殖酸氧化去除率提高到85%，具有很好的應用效果。

2.3 催化濕式氧化法

催化濕式氧化法主要是在催化劑高溫高壓的條件下，將氨氮以及一些有機污染物分解成水、二氧化碳和氮氣等無害物質。和傳統(tǒng)的濕式氧化法相比，其壓力相對較低，而且反應溫度適宜，具有較強的氧化能力，能夠大大地降低反應的成本[3]。我國相關學者在研究的過程中制備了RuCu/TiO2雙金屬催化劑，在操作的過程中對氨氮廢水進行無害化處理。通過分析發(fā)現(xiàn)，氨氮的轉化率能夠達到90%，氮氣的選擇性超過85%。在實際應用的過程中，催化劑的催化活性基本沒有產(chǎn)生變化，通過分析發(fā)現(xiàn)催化濕式氧化法和傳統(tǒng)的知識氧化劑相比，具有反應時間短、有機物去除率高等諸多優(yōu)點，在造紙黑液、農(nóng)藥廢水、印染廢水方面得到了廣泛的應用，可以實現(xiàn)工業(yè)化。

2.4 電化學氧化法

電化學氧化法主要是通過催化活性電極反應而最終產(chǎn)生羥基自由基，可以將一些難以降解的污染物有效處理。在操作過程中，需要對高效催化性能的電極進行開發(fā)。我國相關學者制備了Ti/SnO2+Sb2O3/Fe-PbO2 陽極，并且將苯酚作為模擬污染物來進行實驗。通過實驗分析發(fā)現(xiàn)，苯酚的氧化去除率較高，主要是因為電極表面出現(xiàn)了羥基自由基造成的，該電極可以有效地去除苯酚，效果很好。

電化學氧化法的應用過程中不會出現(xiàn)二次污染，而且裝置較為簡單，工藝靈活，但是實際應用過程中電極壽命降，耗電量較大而且穩(wěn)定性不高，還需要進行深入的實驗和摸索，才能在工業(yè)當中大規(guī)模應用[4]。

3 結語

高級氧化技術在廢水處理的過程中，已經(jīng)得到了一定的應用。和傳統(tǒng)水處理相比，該技術在降解污染物方面反應速度較快，而且不會出現(xiàn)較大二次污染，如果深入研究，將來應用會非常廣泛。污水處理工作勢在必行，深受人們的關注，然而當前的高級氧化技術依然處于研究階段，還存在著反應裝置復雜、成本高等諸多問題，離產(chǎn)業(yè)化還需有一定的距離，一定要進一步深入研究該技術，提高處理效率，讓綜合成本降低，并且適當?shù)剡M行組合彌補可能出現(xiàn)的不足，保證工業(yè)化的有效應用。

參考文獻

[1]江傳春，肖蓉蓉，楊平.高級氧化技術在水處理中的研究進展[J].水處理技術，2017（7）：20-24+41.

[2]吳支備，劉飛.高級氧化技術在水處理中的研究進展[J].山西建筑，2016，42（8）：156-157.

[3]運長龍，趙一聰.高級氧化技術機理及在污水處理中的應用[J].遼寧化工，2014（3）：130-131.

[4]李才華，姜楓，鄒秋爽，等.臭氧一過硫酸鹽工藝深度處理垃圾焚燒滲瀝液[J].環(huán)境工程學報，2017，1l（4）：2233-2240.

收稿日期：2020-07-01

作者簡介：趙章敬（1989-），女，漢族，本科學歷，理學學士，工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測。