高级氧化技术在有机污水处理中的联合应用

Posted 2023-01-12 物质

篇首语：药农进山见草药，猎人进山见禽兽。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了高级氧化技术在有机污水处理中的联合应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

本篇文章主要以工业污水的高级氧化处理技术来作为目标，对其中对于多种高级氧化技术实特性、使用范围以及处理技术的发展方向进行了全方位的探讨。同时对于多种不同的污水处理技术中进行了全面的对比分析，以期为我国的污水处理技术发展作出贡献。
在我国科技技术持续发展的过程中，工业生产过程中所涉及到的原料、产物都在持续不断的发生着变化，而大量工业原料实际上都存在着一定的毒性，这些毒性直接导致污水之中出现了高浓度的毒性物质，并且这部分物质难以采取其实影响的措施来加以降解处理，这是工业污水一直以来难以处理的关键性问题。以往传统的污水技术在现代工业体系之中已经无法充分的满足各个方面的需求，在这期间高级氧化技术作为一种现代化的新型污水处理技术进入到了人们的眼中，该技术在对于印染、农药、制药废水、垃圾渗透液等方面的高污染性、高毒性的污水处理中有着较大的优势。
1.高级氧化技术的特点
高级氧化技术在执行的过程中，主要是使用个电、磁、声、光等方面的物理原理以及化学过程来产生的相应羟基自由基.OH物质。而作为反应过程中所存在的中间性产物，诱发之后所呈现出的链反应，会直接由于OH 物质的存在而和废污水之中的污染物进行反应，在这一过程中形成对于污染物的快速反应，最大限度的提升物质的可生化性，所以，高级氧化技术实际上有着较高的使用范围、反应速率以及氧化执行能力。
AOPs主要分为Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法等几类。
2 .高级氧化技术的研究进展
2.1 Fenton 氧化法
Fenton法是在pH为2～5的条件下利用Fe2+催化分解H2O2产生的.OH降解污染物，同时生成的Fe2+能够发生混凝沉淀作用去除有机物，因此Fenton试剂在水处理中具有氧化和混凝两种作用。Fenton法单独使用成本高，通常是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成本。
利用Photo-Fenton试剂对高浓度的农药废水进行预处理，极大提高了农药废水的可生化性。运用Fenton法对经A2O工艺处理的焦化废水进行深度处理，出水各项指标均达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923—2005)的要求。
Fenton法的催化剂难以重复利用，含铁污泥产生二次污染，增加后续处理的难度和成本。如何将Fe2+固定在离子交换膜、分子筛、膨润土等载体上，或以铁的氧化物、复合物代替Fe2+，提高催化剂的回收利用率成了研究热点。部分研究人员进行大量试验之后，研制了一种廉价、高效的多孔介质的固体非均相催化剂，使用时不需投加Fe2+，还可大幅度减少H2O2使用量，有效避免了Fenton试剂的技术缺点。
近年，类Fention法应用而生，引入紫外光(UV)、电解等条件，使其氧化能力大大增强。Germán等研究表明在紫外光条件下运用Fenton法，能显著提高蚁酸的去除效果。结合电解和Fenton法降解2，6-二甲基苯胺、2，6-二甲苯酚、3-己酮等污染物，取得了很好的效果。
2 .2 光催化氧化法
光催化氧化技术常以半导体为催化剂，反应中，催化剂与其表面吸附的H2O、O2反应生成很活泼的羟基自由基(.OH)和超氧离子自由基(.O2-)，进而把各种有机物氧化成CO2、H2O等无机小分子。TiO2以其稳定性和无毒性的优点成为目前应用最广泛的催化剂。
通过TiO2/WO3光催化反应降解对氯苯酚，取得了很好的效果。采用阳极氧化法制备TiO2纳米管薄膜光催化电极，降解亚甲基蓝，探讨了氧气热处理的TiO2纳米管阵列薄膜光电催化降解MB反应的影响因素。研究表明，固载型杂多酸与TiO2光催化氧化法耦合对酸性品红染料废水具有较高的降解效率，光解效率高达83.1%。
纳米TiO2仅在紫外光范围有响应，对可见光的利用率低，近年的研究热点集中在了寻找光域范围更广的催化剂上。以对可见光有较好光电化学响应的纳米CuO为催化剂，采用太阳光/CuO/H2O2体系降解染料废水中的中间体间氯甲苯，取得了很好的效果，提高了对光的利用率。
2 .3 超声氧化法
超声氧化措施，本身主要是使用16kHz-1MHz的相应超声波形式来对溶液进行辐射，以此来促使溶液之中能够形成局部性质的高温、高压超声空化现象，如此以来便能够通过超声波技术来生产浓度较高的氧化物质.OH 和H 2O 2，通过这部分氧化物质，能够迅速的对于污染物进行降解。超声氧化法实际上自身集合了自由基氧化、超临界水、焚烧等多个方面的水处理技术特性，降解条件较为温和、适用范围广，总之该技术属于一项应用前景较广的技术。
2 .4 超临界水氧化法
超临界水氧化法是是实际就是通过将超临界作为反应的介质，使用H 2O 2以及氧气的方式来对于有机物质进行氧化分解。并且超临界水实际上和有机溶剂之间存在着较大的相似性，能够切实有效的与CO2、O2等方面的非极性有机物质分子达到互溶的效果，完全将界面对于传热传质的相应阻力进行了消除，其中所呈现出的传质速率极为迅速，反应也极快。超临界水氧化措施在对废水进行处理的过程中，呈现出了较广的使用范围，并且反应速率极快，能够达到对污染物质进行降解的目的，不会出现二次污染的可能性，同时还兼具了无机组分极易对沉淀物质进行分离的优势，这属于一种现代化的高科技绿色水处理技术，这方面的技术将会逐渐成为污水处理过程中的热点所在。
2 .5 各种高级氧化技术的优缺点及其应用范围
高级氧化技术虽然说在工业体系的污水处理工作中，呈现出了反应速率快、处理能力强、使用范围广、能够进行物质以及能量回收等方面的优势，但在实际应用期间，各种不同的高级氧化技术中都或多或少的存在着一定的缺陷。所以，在实际使用高级氧化技术来对于工业污染物进行降解处理的过程中，务必要依据水量、水质等方面所出现的情况，与排污企业自身各方面的情况加以结合分析之后，才能够找出最经济、有效的处理措施。
3.结论
综上所述，高级氧化技术在降解污染物方面，呈现出了彻底、适应范围广、高效的特性，这方面的技术实际上已经成为了污染工作研究的特门。但是，该技术也同样有着一定的缺陷，那就是运行费用过于昂贵，氧化剂消耗量较大等方面的因素，导致了该技术无法进行广泛的推广。所以，目前应当要对于高级氧化技术以及传统技术结合进行深入研究，在达到提升降解效率的同时，也能够达到降低运行成本的目的。