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貴州水處理公司分享到隨著水污染問題的日益嚴重，可以產生大量自由基的高級氧化技術(AOPs)得到了越來越多人們的關注。對Fenton氧化法、臭氧氧化法、濕式氧化法、光催化氧化法、超臨界水氧化法、超聲波氧化法及過硫酸鹽氧化法在廢水領域的研究現狀與發(fā)展進行了詳細介紹。

如何產生更多的羥基自由基(·OH)是AOPs應著手解決的首要問題。研究成本低廉、氧化效率良好的氧化劑和催化性能優(yōu)異、穩(wěn)定的催化劑以及高級氧化聯合技術的開發(fā)是未來AOPs的主要發(fā)展趨勢。

近年來，工業(yè)及城市的快速發(fā)展造成水污染問題十分嚴重。高級氧化技術(AOPs)是在氧化反應中，將電、光輻射、催化劑等與常見的化學氧化劑結合，產生高活性自由基(主要為·OH);這些自由基可以與水中有機物反應，將它們氧化分解成小分子直至降解為CO2、H2O和無機鹽。

·OH的氧化能力極強且非?；顫?，幾乎可以與水中所有有機物分子反應且無二次污染。由于高級氧化法操作簡單、反應條件溫和、高效且處理范圍廣，在精細化工、造紙以及紡織印染等有機廢水處理領域均有廣闊應用前景。

高級氧化技術主要包括:Fenton法、類Fenton法、電化學氧化法、光化學氧化法、臭氧氧化法、超聲氧化法等，在實際應用中常將上述幾種方法協同使用。

1 高級氧化技術的作用機理及發(fā)展

1.1 Fenton法與類Fenton法

1894年，法國科學家Fenton發(fā)現在酸性條件下，將Fe2+與H2O2混合可以迅速氧化酒石酸。后人將這種組合命名為Fenton試劑，使用這種試劑的反應成為Fenton反應。

王代芝等采用Fenton試劑氧化處理100mL色度為1250度的染料廢水，50min后色度去除率94.44%，剩余色度為69.5度。孫宇明等通過Fenton氧化法，對青霉素廢水的化學需氧量(COD)深度處理，確定了當COD為800～900mg/L時的最佳試驗條件，在此條件下60min后COD去除率達到96%，出水COD＜120mg/L。

雖然Fenton法具有成本低、操作簡單、反應快速、產生絮狀沉淀、無須復雜設備等優(yōu)點，但是缺點不容忽視。Fenton法要求在酸性條件下進行，pH適用范圍較小，H2O2所需試劑量偏大，反應體系中需不斷補充Fe2+;同時部分初始物質不能完全礦化，轉化為某些中間產物。這些中間產物可能會抑制·OH的生成，并且與Fe3+形成絡合物造成二次污染。

近年來，人們發(fā)現將紫外光、臭氧、超聲等引入Fenton體系可提高該體系的氧化降解能力，統(tǒng)稱新試劑為類Fenton試劑。這些改進技術可以降低過氧化氫的使用量，提高Fenton試劑的氧化能力。

莊曉虹等研究了內分泌干擾物壬基酚(NP)在H2O2溶液和Fe(Ⅲ)-HO溶液體系中的光降解現象，探討了光照距離、H2O2濃度、Fe(Ⅲ)濃度等對NP光降解的影響。

Yoon等采用動力學和光譜分析法，通過零價鐵輔助芬頓反應降解苯酚，100mg/L的苯酚被完全降解，在最佳條件下，3min后可去除75%的總有機碳(TOC)。Zha等采用Fe2+改進光-Fenton法處理垃圾滲濾液，在最佳條件下，對TOC、COD和五日生化需氧量(BOD5)的去除率分別為68.3%、79.6%和58.2%，其BOD5/COD比值也從0.20增加到0.43。

1.2 臭氧氧化

臭氧作為一種強氧化劑，在任何pH條件均可氧化水中的有機物和無機物，它與有機物作用的途徑包括兩種:①緩慢且有選擇性的直接氧化作用;②臭氧分解后產生羥基自由基，間接與有機物發(fā)生氧化作用。

這兩種途徑中，后者氧化能力更強更迅速，且無選擇性。在水處理過程中，臭氧與污染物之間的相互作用極其復雜，通過物化和生化作用，臭氧可以與水中有機物質反應。在反應過程中，非極性物質向極性物質轉變，高分子有機物向低分子有機物轉變，親水性有機膠團轉變?yōu)槭杷砸啄圻^濾的無機物。

Turhan等用臭氧處理模擬水溶性堿性染料亞甲基藍，結果表明16min后亞甲基藍降解完全。李桂菊等通過臭氧氧化反應深度處理苯胺廢水，確定了最佳工藝條件。當反應進行13min后苯胺由初始濃度約為25mg/L穩(wěn)定降到2mg/L以下，此時去除率達到94%以上。

然而，臭氧單獨氧化結構復雜的有機物時，作用效果不顯著，目標有機污染物難以完全降解。因此臭氧氧化多與其他技術聯用。喬旭東等通過臭氧-紫外光-超聲波協同作用，對氧化降解模擬苯酚廢水進行了研究，確定處理效果最佳的試驗條件。

反應4h后，苯酚去除率為99%，COD去除率達到97%。Gong等采用O3/紫外(UV)法處理城市污水中的可溶性有機物，結果發(fā)現，O3/UV法對溶解有機碳(DOC)的去除率為90%，而臭氧單獨氧化只能去除36%的DOC。

貴州水處理公司談及臭氧氧化法氧化性強，不會造成二次污染，但是存在利用率低、處理效果不穩(wěn)定、能耗大、工藝成本高以及技術不完善等問題。如何提高臭氧產生效率，降低能耗，是當前需要解決的關鍵問題之一。