廢水處理工作中高級氧化技術的應用研究

李學英，李 巖，郭 焰，周玉芬

（1.新疆輕工職業技術學院，新疆烏魯木齊 830021；2.烏魯木齊市環境監測中心站，新疆烏魯木齊 830000）

廢水處理工作中高級氧化技術的應用研究

李學英1，李 巖1，郭 焰1，周玉芬2

（1.新疆輕工職業技術學院，新疆烏魯木齊 830021；2.烏魯木齊市環境監測中心站，新疆烏魯木齊 830000）

在廢水的處理過程中，常規的處理方式難以清除廢水中的穩定有機物。通過對廢水處理中的高級氧化技術進行探索，分析高級氧化技術的類型、處理方式以及應用，為清除廢水中的穩定有機物提供一些方法。

廢水處理；高級氧化技術；應用

隨著工業化的發展進程不斷加快，廢水問題已經成為影響環境可持續發展的重要因素之一，由于其處理難度相對較高，并且部分生物具有化學穩定性，常規的處理手段難以有效的清除有害物質[1]。而高級氧化技術則可以通過自由基的產生，有效的清除廢水中的有害分子。

1 高級氧化技術的概念

高級氧化技術又稱之為深度氧化技術，主要是指在化學反應過程中，具有大量的羥基自由基參與的氧化反應。主要運用催化劑和氧化劑，使反應物產生自由基，之后通過自由基與有機物之間的結合，達到清除有害因子的目的[2]。該技術具有反應快、污染小以及范圍大等優勢，已經逐漸應用于廢水處理工作中。

2 廢水處理中高級氧化技術的應用

在高級氧化技術的應用中，根據氧化劑以及催化條件的差異性，可以將其分為Fenton試劑法及類Fenton試劑法、臭氧、過氧化氫以及組合法和半導體光催化氧化法。

2.1 Fenton試劑法和類Fenton試劑法

在廢水處理過程中，包括Fenton試劑法和類Fenton試劑法，這兩種方法主要應用在以下方面：

第一，Fenton試劑法是由法國科學家Fenton在研究中發現，其在研究中，發現Fe2+和H2O2共存在酸性水溶液中，可以氧化酒石酸，因而其將該試劑命名為Fenton試劑，該試劑是通過Fe2+與H2O2之間的催化反應，生成自由基，從而發揮相應的清除廢水有害分子的目的[3]。在該反應中，生成的自由基具有較強的氧化能力，并且具有電負性和親電子性，在處理過程中，可以生成游離基，繼而生成二氧化碳和水，可以降低廢水中的COD，通過研究發現，其對含油廢水、含苯廢水以及含醇廢水具有較高的處理效率。

第二，類Fenton試劑法是研究學者將紫外光引入到Fenton試劑中，顯著提升氧化能力，并且節約相應的資源，發現經過該試劑處理后，能生成2-甲基-2-丙醇等物質，而硝基苯的降解速率得到明顯的提升。該方式具有設備簡單和操作方便的特點，但是成本相對較高，僅適用于少量廢水的處理。

2.2 過氧化氫、臭氧以及其他物質組合法

2.2.1 臭氧和紫外光組合氧化

臭氧屬于強氧化劑，具有較高的電位，可以氧化氨基酸以及芳香族物質，但是單純的臭氧氧化時，處理效率相對較低，無法滿足廢水的處理需求，因而在處理過程中，其僅應用于給水處理等環節。研究結果表明，在處理含油廢水的過程中，采用臭氧和紫外光組合氧化法具有較高的應用價值，在反應初期，效果并不明顯，而在經過一段時間的反應后，則可以明顯提升反應速率，反應機理在于通過組合反應，可以形成羥基自由基，從而實現對有機物的氧化分解。

2.2.2 過氧化氫和紫外光組合法

在處理廢水的過程中，過氧化氫和紫外組合法對于廢水具有較高的處理效率，這主要是由于過氧化氫是強氧化劑，其在處理廢水的過程中，可以將毒性分子轉化成為微生物分解化合物，在反應過程中，無機物對過氧化氫的反應較快，將其與紫外線相結合，具有較強的處理能力，研究證明，在處理氯代酚類有機物時，采用290nm的波光聯合過氧化氫，可以較好的處理有害物質，并且使2-氯酚等物質的處理效率得到明顯的提升，另外，在反應一段時間后，能夠完全清除三氯酚，但是在處理的過程中，隨著廢水pH的不斷增加，則反應速度呈現不斷降低的趨勢。可見，過氧化氫聯合紫外光組合法具有較高的應用價值。

2.2.3 臭氧、紫外光和過氧化氫組合法

在處理廢水的過程中，將臭氧、紫外光以及過氧化氫等方法聯合使用，能夠較好的提高廢水中有害分子的處理效率。這種氧化工藝與紫外光和臭氧組合法基本相同，在紫外光的輔助反應下，可以將廢水中的有害分子分解成為自由基，降低廢水中的色度并清除有害物質，具有較高的應用價值。

2.3 半導體光催化氧化法清除廢水有機物

隨著科技的不斷發展，半導體光催化氧化法已經逐漸應用于廢水的處理中，取得了較好的成效。該方法主要是應用光照射和催化氧化反應，將廢水中的有機物分解成為自由基，之后利用自由基的強氧化反應，可以將有害分子分解成為二氧化碳和水。在研究中，目前主要采用TiO2進行反應，但是其傳統的分離步驟較為復雜，因而在現階段，研究學者為了提升其分離效果和處理效果，采用固定法將TiO2固定，固定材料主要選擇薄膜或者固定于載體。通過該處理方式，可以提升TiO2的反應速率，進而提升廢水的處理效率。

3 結語

通過具體分析Fenton試劑法、類Fenton試劑法、過氧化氫、臭氧以及其他物質組合法和半導體光催化氧化法，同時根據企業治理廢水的指標，在廢水處理過程中，合理的選擇、應用這些方法。研究結果表明，運用高級氧化技術處理廢水，能達到提高廢水處理效率的目的。

[1] 李險峰，李劍，魏瑤.探討提高工業廢水處理中高級氧化技術的應用效果[J].石化技術，2016，（7）：43-51.

[2] 陸慧明，梅兆輝.微波催化氧化技術在廢水處理中的應用[J].真空電子技術，2013，（6）：59-66.

[3] 吳開元，陳霞輝，顧秋月，等.深度氧化技術系統在高難廢水處理中的應用研究[J].水處理技術，2013，（11）：114-116.

Study on the Application of Advanced Oxidation Technology in Wastewater Treatment

Li Xue-ying，Li Yan，Guo Yan，Zhou Yu-fen

In the process of wastewater treatment，the conventional treatment is difficult to remove the stable organic matter in the wastewater.This study explored the advanced oxidation technology in wastewater treatment，analyzed the type，treatment and application of advanced oxidation technology，and provided some methods for removing stable organic matter in wastewater.

wastewater treatment；advanced oxidation technology；application

X703

B

1003-6490（2017）01-0039-02

2017-01-15

李學英（1963—），女，新疆阿克蘇人， 副教授，主要研究方向為化學分析與檢測研究。