高级氧化技术的研究和应用.docx

该【高级氧化技术的研究和应用 】是由【夜紫儿】上传分享，文档一共【5】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【高级氧化技术的研究和应用 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。3
高级氧化技术的争论和应用
1402032026 孙小飞环境工程〔2〕班摘要：综述了近年来进展快速的高级氧化技术, 主要包括 Fenton 氧化法、臭氧氧化法、基于硫酸根自由基的高级氧化法、光催化氧化法、湿式氧化法、湿式催化氧化法、超临界水氧化法、超声氧化法和高压脉冲放电等离子体技术等。阐述了它们处理难降解有机废水的反响机理、特点、存在的主要问题及其应用进展， 同时展望了各种高级氧化法的进展前景。
关键词：高级氧化技术; 水处理; 有机污染物； 争论进展一、前言
随着我国经济的不断进展，进入水体的化学合成有机物的数量种类急剧增加，造成水资源严峻污染，水环境质量急剧下降。去除有机污染物的常用方法为生物处理。然而，对于那些可生化性差且有毒难生物降解的有机物，承受常规的物理、化学、生物方法难以满足净化处理在技术和经济上的要求，这类废水的处理技术成为争论的热点。随着争论的深入，高级氧化技术应运而生并有了显著进展。
二、高级氧化技术
与传统的氧化技术相比，高级氧化技术具有较多特点。其优点有：(1)反响体系中产生大量的氧化性极强的自由基能快速分解大多数有机污染物；(2)反响条件温顺，没有选择性，适用范围广，通常对温度和压力没有特别要求；(3)可以诱发链反响，通常与其他的水处理技术联用，作为其他处理技术的预处理或深度处理。其缺点有：(1)催化氧化法耗能较高，催化剂消耗量大，处理效果受水体 pH 值的影响；(2)有的处理过程过于简单，处理费用普遍偏高，碳酸根离子及悬浮固体对反响有干扰。
三、高级氧化技术的分类及应用
化学氧化技术
Fenton 氧化法
1894 年，法国科学家 Fenton 觉察在酸性条件下，Fe2+和 H O 共存体系可以
2 2
氧化酒石酸，该体系被称为 Fenton 试剂。其氧化过程的实质是 Fe2+和 H O 之间
2 2
的链式反响催化生成·OH 降解有机污染物。由于Fenton 法单独使用本钱高，而
且体系中有大量的亚铁离子存在，过氧化氢的利用效率不高，往往导致有机污染物的降解不完全。通常将 Fenton 氧化法与其它生物、混凝、吸附等处理技术联用，将其作为生化处理的预处理或深度处理，以提高处理效果和降低本钱。Fenton 氧化法广泛用于处理焦化废水、餐饮废水、农药废水和碱性印染废水。近年来人们开头考虑使用光辐射〔如紫外光和可见光〕、电、微波和超声等协同 Fenton 法处理制药废水、垃圾渗滤液等，以提高Fenton 试剂的氧化活性，削减Fenton 试剂用量和 Fe2+污染，这类技术被统称为类 Fenton 法。
Fenton 法具有反响速度快、反响条件温顺、操作简洁、设备简便等优点， 但出水中含有大量的 Fe2+，简洁引起二次污染。因此，近年来，Fe2 的固定化技术引起了广泛关注。Daud 等用浸渍法将Fe2+固定在高岭石上催化降解RB5，150min内脱色率达 99%；Luo 通过人工合成的方法把 Fe-Al 负载型粘土作为 Fenton 催化剂。该技术对苯酚废液表现出良好的降解性能，提高了 Fenton 的氧化性，同时有利于催化剂的回收再利用。
臭氧氧化法
臭氧是一种强氧化剂，在污水消毒、除色、除臭、去除有机物和COD 方面有很好的效果。单独的臭氧氧化法造价高、处理本钱昂贵，且其氧化反响具有选
择性，对某些卤代烃及农药等氧化效果比较差。近年来进展了 UV/O 、H O / O 、
3 2 2 3
UV/ H O / O 、TiO /UV/ O 等组合技术，其反响速率和处理效果都优于单独的 O
2 2 3 2 3 3
3
氧化，且能氧化 O
3
范围。
单独作用时难以降解的有机物，扩大了该技术处理污染物的
3
基于硫酸根自由基的高级氧化法
活化过硫酸盐高级氧化技术是近年来进展起来的以硫酸盐自由基(·SO -)为
4
主要活性物质降解有机物的一种型的高级氧化技术。过硫酸盐包括过一硫酸盐
和过二硫酸盐，含有过氧基 O－O，是一类强氧化剂。在光、热、过渡金属离子等条件下，可被活化分解为·SO -。
4
过硫酸盐活化技术应用于环境污染治理领域，是刚刚进展起来的争论方向。目前主要应用于以下两个方面：(1)受有机污染土壤和地下水的原位过硫酸盐氧化修复；(2)活化过硫酸盐处理有毒有害难生化有机废水。
光催化氧化技术
3
光催化氧化法的机理是在常温常压下，光敏半导体材料结合催化剂、光和空
气从而具有肯定的能量并在水中产生氧化力量很强的羟基自由基，这些羟基自由基能将有机物降解并最终矿化生成 CO 、H O 等小分子无机物或无机离子如 NO -、
2 2 3
PO 3-等，到达降解或矿化难降解有机污染物的目的。常承受的半导体催化剂有4
TiO 、CdS 和 ZnO。光源可为紫外光、模拟太阳光和日光。还可利用自然条件，
2
如空气最为催化促进物。承受超声、电场、磁场、微波等物理场关心光催化氧化， 可以提高光催化的氧化力量，如超声－光催化技术、电场－光催化技术、磁场－ 光催化技术、微波－光催化技术等。
光催化氧化法用于去除难降解有机污染物具有简洁高效、能耗低、无二次污染和应用范围广等优点。但也存在光催化量子效率低、处理力量小、装置简单等问题。因此，光催化氧化技术需制备更高效更有用的光催化剂、优化光催化氧化工艺体系，进一步提高污水降解效率降低处理本钱，使其在水处理领域发挥更重要的作用。
水热氧化技术
水热氧化技术是在高温高压的条件下，通过空气或其它氧化剂，将废水中溶解的和悬浮的有机物或复原性无机物在水相氧化分解，大幅度去除 BOD、COD、SS 等的方法。水热氧化技术依据反响条件的不同分为湿式氧化法、催化湿式氧化法、超临界水氧化法等。
湿式氧化法
湿式氧化法是由美国的 Zimmerman 在 1944 年最先提出来的，并于 1958 年首次应用于造纸废液中。其反响机理是将污物在液态存在下，与空气或氧气混合， 在高温(150~350℃)和高压(~20MPa)条件下，肯定时间内使污水中有机物氧化分解。该方法主要用于处理废水浓度于燃烧处理而言太稀、于生物降解处理而言浓度又太高、或具有较大毒性的废水。张红艳等承受湿式氧化法处理难降解农药废水，在最正确操作条件下，COD 去除率高达 98%，色度去除率在 99%以上。影响湿式氧化法的因素较多，主要有反响温度、氧化时间、压力、废水 pH 值、有机物性质和催化剂的投加状况等，其中反响温度起打算作用。
湿式催化氧化法
传统湿式氧化法温度高、压力大、停留时间长，对某些难降解有机物反响要
3
求苛刻。于是传统工艺中参加适宜的催化剂使氧化反响能在更温顺的条件下和更短的时间内完成，并称之为湿式催化氧化法。目前湿式催化氧化法的催化剂主要包括过渡金属及其氧化物、复合氧化物和盐类。依据催化剂状态可分为均相型和非均相型。均相催化剂的选择主要有过渡金属及其氧化物、贵金属、稀土金属氧化物及盐类。非均相催化剂承受活性炭、氧化铝、硅藻土、硅胶为担体，以固定床或流化床形式反响。由于均相催化剂的回收较困难，如今非均相催化剂是催化湿式空气氧化技术的争论热点。
超临界水氧化法
超临界水氧化法是湿式氧化法的强化和改进，美国学者 Modell 在 1982 年提出的，原理就是利用超临界水作为介质来氧化分解有机物。将水的温度和压力上升到临界点〔温度 374℃、压力 〕以上，水的密度、介电常数、粘度、集中系数等就会发生巨大的变化，水就会处于一种既不同于气态，也不同于液态和固态的流体状态——超临界状态，此状态下的水被称为超临界水。在具有液体和气体的性质的超临界水中参加分子氧，活性氧与键能最弱的 C－H 作用产生自由基 HO2·，它与有机物中的 H 生产 H2O2，H2O2 进一步分解生产·OH。·OH 最终经一系列反响将有机物氧化为 CO2 和 H O，S 等元素氧化为盐类，金属转化为
2
氧化物。邱凯杰等争论了超临界水氧化法处理焦化废水，结果觉察在最优条件， 废水的 CODCr 去除率达 %，氨氮降解率达 90%。
其他高级氧化技术

超声氧化法是利用频率范围为 16kHz-1MHz 的超声波辐射溶液，使溶液产生超声空化，在溶液中形成局部高温高压和生成局部高浓度氧化物·OH 和 H O ，并可形
2 2
成超临界水，快速降解有机污染物。这样，超声空化降解化学物质有三种主要途径：(1)自由基氧化；(2)高温热解；(3)超临界水氧化。超声空化技术具有操作便利、高效、无污染或少污染的特点，被认为种清洁且具有良好前景的方法。
高压脉冲放电等离子体技术
高压脉冲放电等离子体技术利用放电产生的低温等离子体(如·OH，·O，O ，H O )
3 2 2
对有机污染物进展氧化，同时还伴随放电产生的高温、高压、冲击波、超声波等综合效应对污染物的降解作用，是集光、电、化学氧化于一体的型高级氧化技
3
术。该技术有高效性，无二次污染，因此具有宽阔的应用前景。四、结语
高级氧化技术作为一项兴的水处理技术，由于其在污染物降解中具有高效性、普适性和氧化降解的彻底性等优点，已成为国内外水处理争论领域的热点课题。但由于探究时间短，根底理论不完善，实际污染系统简单，高级氧化技术在争论和应用方面均存在不少问题。因此，在我国的污水处理厂中并没有大规模应用高级氧化技术。使高级氧化技术在温顺条件下快速、经济、绿色的产生大量的自由基，是目前的争论趋势。随着人们对高级氧化技术的不断争论和深入、不断试验和试验，信任在不久的将来高级氧化技术肯定会广泛应用在水处理的领域之中。
参考文献：
Glaze W H. Drinking-water treatment with ozone[J].Environmen tal Science Technology,1987,21(3):224-230.
张旋, 王启山. 高级氧化技术在废水处理中的应用[J]. 水处理技术,2025,35(3):18-22.
YANG D,CASEY Radical-advanced Oxidation Process (S R-AOP) for Simultaneous Removal of Refractory Organic Contamin ants and Ammonia in Landfill Leachate[J].Water Research,2025,45
:2-5.
黄洪勋,孙亚全, [J].黑龙江环境通报, 2025,36(3):60-63.
朱心悦,韦东, [J].中国资源综合利用, 2025,33(3):42-46.
张萱, 郭幸丽, 凌晞. 高级氧化技术在水处 理中的争论 进展[J]. 天津化工,2025,27(3):11-13. [7]王娟,杨再福. Fenton 氧化在废水处理中的应用[J].环境科学与技术,2025,34(11):104-108. [8]潘云霞,郑怀礼, Fenton 法处理垃圾渗滤液中有机污染物[J].
[9] 周俊, 熊仁, 文敏, 等. 电 Fenton 法预处理餐饮废水[J]. 环境工程学报,2025,9(12):5887-5890.
3