高級氧化工藝處理工業廢水的進展與應用

王鍶銘

【摘要】：工業廢水的生產運行過程中，其廢水排放處理率通常低于30%，使其成為了影響水質不可忽視的污染源之一。其中制藥廢水具有極大的生物毒性，成分復雜且可生化性差，運用傳統物化處理及生物處理效果低下，不能有效處理，無法達到排放標準。因此，高效的工業廢水處理工藝對于廢水問題的解決具有極大的現實意義。文章針對高級氧化工藝處理工業廢水的進展與應用進行了詳細的闡述，內容僅供參考。

【關鍵詞】：高級氧化工藝；工業廢水；進展與應用

1高級氧化工藝簡介

①高級氧化工藝，其實也叫做深度氧化工藝，反應過程中能產生十分多的有強氧化能力的羥基自由基（·OH），其氧化功能比O3、H2O2、MnO4-、Cl2等常用氧化劑電勢都高，僅次于氟（2.87V）的氧化功能，盡管（·OH）壽數很短，且在不同的環境介質中，（·OH）存在的時刻長短有必定的不同，一般都小于10-4s，但是（·OH）的反響速率為106～109mol/（L·S），而且（·OH）可作為中心產品誘發鏈共同作用。

②（·OH）對有機污染物的選擇性低，可直接與廢水中的污染物反響，也可與作用的中心產品持續反響，直至中心產品被徹底氧化為CO2、水和無機鹽，不會產生很多的在該系統中不存在的其他化學物質以及生物污泥，不會發作二次污染。

1.2高級氧化工藝的分類

1.2.1 Fenton氧化法。1894年，法國人H.J.HFenton發現選用Fe2+、H2O2系統能氧化多種有機物。為了紀念他，后人將亞鐵鹽和過氧化氫的組合稱為Fenton試劑，它能高效氧化去除一般廢水處理技能無法去除的難降解有機物。近年來，許多學者傾向于將Fenton氧化法與其他處理辦法結合起來處理有機廢水，如微電解法、超聲波法、生物處理法等等。

1.2.1.1反應機理。Fenton試劑法處理廢水的本質是二價鐵離子（Fe2+）與過氧化氫之間的鏈作用催化生成羥基自由基（·OH），其具有較強的氧化功能，（·OH）與有機物RH反響生成游離基（R·），（R·）則進一步氧化生成CO2和H2O，然后大大減少了廢水的COD。另一方面，（·OH）具有很高的電負性或親電性，它的電子親和才能達569.3kJ之高，具有很強的加成作用特性，因而Fenton試劑可無選擇性或低選擇性的氧化水中的大多數有機污染物，特別適用于生物難降解、生物低降解或一般化學氧化劑難以見效的有機污染物的氧化處理。

1.2.1.2 Fenton氧化法處理廢水的影響要素。①H2O2投加量。Fenton氧化法處理有機廢水要作用H2O2以及催化劑，而H2O2歸于較貴重的試劑，故Fenton氧化法的成本基本上取決于H2O2的投加量。H2O2的量不宜過多也不宜過少，過多將無效分化為O2，按其分化發作（·OH）的作用，過少則作用不徹底，也會影響處理作用。②催化劑的品種及投加量。除了Fe2+以外，Cu2+、Ag+、Fe2+/TiO2、活性炭等均可催化H2O2分化發作（·OH）的作用，但其催化才能不同，催化作用天然也不同。

1.2.2濕式氧化技能。濕式氧化技能是使有機污染物在高溫高壓并通入空氣的條件下被氧化的一種處理高濃度、有毒有害有機廢水的高效辦法。在處理過程中若引進催化劑，稱為濕式空氣催化氧化；若未引進催化劑，則稱為濕式空氣氧化。

1.2.2.1濕式空氣氧化。濕式空氣氧化技能（Wet Air Oxi-dation，簡稱WAO，具有高效、節能、無二次污染等長處，對硫化物、酚、氰、COD的去除率都很高；但一起因為其作用要在高溫高壓下進行，對作用器的要求就比較高，故設備費用較大，而且對像多氯聯苯、一些小分子醇、小分子羧酸等降解作用差，甚至會發作有毒的中心產品，需進行后續處理，從而提高了成本。

1.2.2.2濕式空氣催化氧化。為了客服WAO的缺陷，人們很快就研討出了濕式空氣催化氧化技能（Catalytic Wet AirOxidation，簡稱CWAO），其催化劑一般為金屬鹽、單一或復合氧化物，在參加催化劑后，反響所需的溫度與壓力都有必定下降，對設備的要求也有所下降，在下降能耗的一起提高氧化分化才能，然后縮短了反響時刻。一起相對于WAO而言，CWAO具有凈化效率高、流程簡略、占地面積小等長處，特別是能去除苯并芘這種致癌物，因而該處理技能得到了廣泛的使用。

2廢水高級氧化降解技術研究進展

2.1Fenton氧化降解廢水試劑對有機污染物降解效果較好，吸附性能穩定，是降解廢水中殘留藥劑較好的一種高級氧化水處理技術之一。針對廢水中殘留黃藥的問題，采用Fenton氧化法，對實驗室模擬的濃度為120mg/L的黃藥廢水，進行氧化降解，結果表明：在初始pH=4，H2O2初始濃度為20mg/L，反應60min的條件下，黃藥的去除效果最好，達到99.5%。但因Fenton試劑單獨使用，對污染廢水的降解成本較高，通常采用與其它技術連用的方法對廢水進行降解。

2.2光化學氧化降解廢水

光化學氧化技術近年來發展迅速，成為水環境領域研究的熱點，應用前景較好。光化學氧化技術因其高效、低成本、強氧化性的特點，適用于降解廢水中難降解的有機污染物。光化學氧化技術降解廢水的過程中，廢水中生成強氧化性的（·OH），對有機污染物的降解機理如下：用紫外與真空紫外兩種光源對焦化廢水進行深度處理，結果表明：隨著光照強度的增加，生物處理出水COD逐漸降低；真空紫外光照射24h后，可以完全去除生物處理出水中的腐殖質類物質，比紫外光更有效的去除生物處理出水中殘留的含氮無機物。同時，光化學氧化技術反應條件溫和，對廢水中難降解的藥劑具有較好的降解效果，可以提高廢水回用率。光化學氧化分為光催化氧化和光激發氧化。有關研究表明，光化學氧化技術在降解廢水的過程中，起主要作用：在光的照射下，廢水中生成強氧化性（·OH），對廢水中的殘留藥劑進行氧化降解。

2.3聲化學氧化降解廢水

聲化學氧化主要是在高溫高壓條件下，利用頻率在15kHz-1MHz的聲波，使廢水中產生（O·）、（OH·）、（HO2·）等強氧化物質，對污染物進行氧化降解的技術。有時也會利用超聲吹脫法對高濃度有機污染物進行吹脫處理。單獨利用超聲波對污染物的降解效果不夠明顯，通常采用超聲與其它方法的協同作用對難降解有機污染物進行降解。超聲波在與紫外光聯合利用降解活性污泥，可以促進光生電子，活化催化劑表面，加速傳質從而提高光催化效率，具有明顯的協同效應。

結語

高級氧化工藝具有許多廢水處理工藝不可比擬的優點，特別是對難降解有機污染物的去除。然而，對于高級氧化工藝也有不能氧化分解去除的化學物質，或者是也有去除效果不理想的廢水，故對于現有的高級氧化工藝，應從多方面研究技術的改進與完善，如催化劑、載體、集成技術、高效反應器、研發新技術等，并且應關注反應中間產物的研究及毒性的評價問題，對高級氧化工藝處理有機廢水的效果做出全面、客觀地評價以及選取。

【參考文獻】：

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