高級氧化在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用效果分析

中化化工科學(xué)技術(shù)研究總院有限公司 黃娟

以我國現(xiàn)階段的工業(yè)水平為標(biāo)準(zhǔn)，高級氧化技術(shù)是廢水處理中是較先進的一項技術(shù)手段。高級氧化技術(shù)在處理高濃度、含劇毒的工業(yè)廢水方面功效巨大，成績斐然。在環(huán)境保護和生態(tài)發(fā)展方面，高級氧化技術(shù)也起到了非常重要的作用。因廢水的有效處理為水資源和水生生物提供了一定的安全保障。因此，該項技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于我國的各項工業(yè)領(lǐng)域中。但是，高級氧化技術(shù)的也有一定的局限性，它的成本相對偏高，運行方面就會因此而受到阻力，同時高級氧化技術(shù)作為一項新興的技術(shù)，它在工業(yè)中的應(yīng)用還存在一些技術(shù)問題需要解決。另外，高級氧化技術(shù)還要與我國的生產(chǎn)實際相結(jié)合，以確保其在實際生產(chǎn)應(yīng)用中能發(fā)揮最大的作用，達到最佳效果。

一、什么是高級氧化技術(shù)

高級氧化技術(shù)主要是應(yīng)用在工業(yè)廢水處理方面，它處理工業(yè)廢水的主要手段如圖1所示，是利用電、磁、聲等物理化學(xué)作用來處理工業(yè)廢水，在廢水的處理過程中，高級氧化技術(shù)的應(yīng)用會產(chǎn)生羥基自由基，由此來解決工業(yè)廢水中無法通過自然生物降解的有機物，把這些有機物氧化成無害、無毒或者微毒的可以被自然界自然降解的一些小分子物質(zhì)。除此之外，高級氧化技術(shù)還可以把工業(yè)廢水直接氧化成為二氧化碳或者是水分子，讓工業(yè)廢水被更加高效地礦化和凈化。由此可見，高級氧化技術(shù)作為一項工業(yè)廢水處理技術(shù)，在行業(yè)領(lǐng)域中有著極大的發(fā)展優(yōu)勢，它的氧化速度很快，適應(yīng)功能一流，可使用范圍廣泛，是一項不可多得的工業(yè)廢水處理技術(shù)，在現(xiàn)階段的工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域有著非常廣闊的前景和發(fā)揮的余地[1]。

圖1 工業(yè)領(lǐng)域的高級氧化技術(shù)的使用

二、在工業(yè)領(lǐng)域中具體實施的高級氧化技術(shù)分類

高級氧化技術(shù)還可以進行更為細(xì)致的分類，以確定在哪一項工業(yè)生產(chǎn)中可以采用哪一種技術(shù)，讓高級氧化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用得當(dāng)并發(fā)揮最大的作用。比如，工業(yè)生產(chǎn)中涉及的高級氧化技術(shù)有臭氧法、微波輔助氧化法和芬頓法等。以下將著重分析和探討不同高級氧化技術(shù)在不同工業(yè)生產(chǎn)過程中對廢水的具體處理方案，并以此分析高級氧化技術(shù)在工業(yè)廢水處理方面發(fā)揮的具體作用和應(yīng)用效果。只有在對高級氧化技術(shù)進行深刻理解和詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，才能夠在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上發(fā)展高級氧化技術(shù)，讓這項技術(shù)更加適應(yīng)21世紀(jì)的發(fā)展潮流和工業(yè)發(fā)展需要。為工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和水環(huán)境保護作貢獻，真正做到生態(tài)文明向前走，生產(chǎn)工業(yè)不落后。

（一）芬頓法在工業(yè)生產(chǎn)方面的具體應(yīng)用

芬頓法作為高級氧化技術(shù)的一種，是目前國際上比較熱門和受關(guān)注的技術(shù)，并且因為芬頓法的實用性，和適用性它在國際上一直都是非常熱點的研究話題。芬頓法（如圖2所示）的主要作用原理是采用二價鐵離子等一系列的金屬離子作為主要作用物質(zhì)，通過二價鐵離子等金屬離子發(fā)揮作用并由此產(chǎn)生羥基自由基，這種羥基自由基的存在，在工業(yè)廢水的處理中著非常重要的作用，它通過自身的作用破壞污染物質(zhì)的有機結(jié)構(gòu)，從而把這種有機物質(zhì)分解成為小分子物質(zhì)，并且還可以直接把一些污染物分解成為如水和二氧化碳這樣的無毒無害無污染的物質(zhì)，以此達到工業(yè)廢水處理的目的，并取得了十分良好的效果。當(dāng)然，芬頓法也有不足之處，最大的不足就是芬頓法所消耗的運行成本是巨大的，其高質(zhì)量、高工作效率的背后，面臨著巨大的成本付出，這對很多規(guī)模不是很大的工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)來說是有很大負(fù)擔(dān)的，這也就導(dǎo)致了芬頓法雖然處理效果非常好，卻難以普及。因此，芬頓法也一直是國際工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的熱門討論話題，希望通過更深入的研究來讓芬頓法更加簡便快捷，并能夠減少其龐大的成本輸出，做到最大限度的普及，從而能夠在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有所發(fā)展有所進步，更重要的是為了能夠更好地保護環(huán)境，保護水資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[2]。

圖2 芬頓法的具體操作流程

（二）臭氧氧化法在工業(yè)生產(chǎn)方面的具體應(yīng)用

臭氧本身就會和多種物質(zhì)或者催化劑發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，并在反應(yīng)的過程中形成一些羥基，羥基在廢水處理過程中可以作為一種強氧化劑，這種強氧化劑在工廠廢水處理中通常扮演著非常重要的角色，它們會起到比較明顯的脫色和除臭的功效，能夠讓工業(yè)廢水中一些帶有明顯顏色和氣味的廢水得到良好的處理，讓其不會污染到水環(huán)境并造成水環(huán)境中生態(tài)系統(tǒng)的破壞，也能有效避免有害氣體的逸散。同時，臭氧在完成工業(yè)廢水的處理工作以后，它也非常容易被分解和處理，不會造成臭氧的擴散，因此，臭氧氧化法是一種相對穩(wěn)定和環(huán)保的廢水處理方法。臭氧氧化法所采用的處理廢水的材料，不會給整個生態(tài)環(huán)境帶來負(fù)擔(dān)同時還能夠有效處理掉廢水，因而，該項技術(shù)的運用對工業(yè)廢水的處理是具有非常積極的作用和影響，更給當(dāng)代研究人員一個新的關(guān)于廢水處理的發(fā)展思路和研究方向。比如，在當(dāng)下，大部分造紙廠采用的就是臭氧氧化法來處理工業(yè)廢水，該技術(shù)只需要達到每分鐘14g的臭氧用量就可以在半個小時左右觀察到明顯的效果，其處理廢水的速度是比較迅速，且在材料的消耗上也較少，工業(yè)運行成本較低。如果在這個過程中還需要速度更快，加大臭氧的使用量即可，臭氧用得越多其反應(yīng)速度也會隨之加快，這在很大程度上減輕了操作的難度，也減輕了工作人員的工作壓力即便是小型企業(yè)也能夠負(fù)擔(dān)得起。因此，在現(xiàn)階段臭氧氧化法是大多數(shù)企業(yè)的首選，也是較為普及的一種高級氧化技術(shù)[3]。

（三）微波輔助氧化法在工業(yè)生產(chǎn)方面的具體應(yīng)用

微波輔助氧化法的應(yīng)用主要是依靠微波電磁場，這個電磁場能夠讓分子在高速度的碰撞中產(chǎn)生熱效應(yīng)，同時改變分子的熱力學(xué)函數(shù)，通過熱力學(xué)函數(shù)的改變達到降低分子活化能的作用。這個過程完成以后，就需要微波電磁場發(fā)揮其另外一個作用了，電磁場中的磁性物質(zhì)本身就具有極強的吸附能力和牽引能力，因此它可以作為一種誘導(dǎo)催化劑在廢水處理的過程中存在。微波輻射反應(yīng)結(jié)束以后會產(chǎn)生一些表面熱點，而這類磁性物質(zhì)就是在這些表面熱點上發(fā)生著作用，它們作為一種誘導(dǎo)催化劑附著在這些表面熱點上，促進微波輔助氧化，幫助達到處理工業(yè)廢水的目的。采用微波輔助氧化法能夠比較快速高效地達到處理工業(yè)廢水的目的，且其采用了高科技的手段和先進的技術(shù)加成，整個過程對人工的需求很小，給工作人員帶來的安全隱患也相對較小，是比較能夠適應(yīng)時代發(fā)展的一種高級氧化技術(shù)，可以給工業(yè)廢水處理的研究人員提供一些新的思路。但是，微波輔助氧化法也有著很大的不足，那就是它所采用的技術(shù)和手段都是比較新穎的也比較高級的，其穩(wěn)定性在現(xiàn)階段而言還不夠，而且這項技術(shù)沒有準(zhǔn)確的實踐數(shù)據(jù)和理論依據(jù)，這也就意味著無法確定這項技術(shù)的適用性，也無法對其作出準(zhǔn)確的風(fēng)險評估。除此之外，微波輔助氧化法的技術(shù)成本十分高昂，它的運行成本并不是每一個企業(yè)都能夠承擔(dān)得起的[4]。

三、結(jié)束語

高級氧化技術(shù)自20世紀(jì)80年代開始興起，作為一種工業(yè)廢水的處理手段，如今已經(jīng)被大多數(shù)企業(yè)采納和實施。高級氧化技術(shù)的優(yōu)勢是明顯的，發(fā)展前景也十分樂觀，它能為人類的生存和發(fā)展提供更好的選擇。因此，雖然該技術(shù)還有所欠缺，但也值得人們?nèi)パ芯亢桶l(fā)展它，讓這項技術(shù)發(fā)展得更好、更強，為我國的生態(tài)文明建設(shè)的長遠(yuǎn)發(fā)展貢獻一分力量。