1、高級氧化技術(shù)的概述
1.1 高級氧化技術(shù)的內涵
高級氧化技術(shù)是隨著(zhù)化學(xué)氧化法的發(fā)展而發(fā)展的，其是一種對難降解有機污染物進(jìn)行處理的新型技術(shù)。在運用這種技術(shù)的過(guò)程中，需要使羥基自由基與水中的部分高分子有機物進(jìn)行反應，在反應的過(guò)程中處理和分解有機物，以取得污水處理的效果。同時(shí)在運用這種方法的過(guò)程中，要對工藝參數進(jìn)行優(yōu)化，并結合現實(shí)條件開(kāi)發(fā)催化性能較高的新型催化劑和電極，對各種細化技術(shù)進(jìn)行研究，通過(guò)實(shí)現高級氧化技術(shù)與其它水處理技術(shù)的融合，以提升高氧化的效率和速率。需要注意的是，在運用這種技術(shù)的過(guò)程中，應當不斷提升管控的力度，將理論與實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)，注重對細節的分析，并結合其它深度處理工藝、生化處理技術(shù)等對污水進(jìn)行處理，如此才能夠使整體處理的效率得到提升，取得理想的廢水處理效果。
1.2 高級氧化技術(shù)的特點(diǎn)
在當前國內外水處理工藝中，有很多從業(yè)人員都運用了高級氧化技術(shù)，且研究這一內容的學(xué)者也較多，取得了良好的運用效果，是廢水處理的有效技術(shù)之一。具體來(lái)看，其特征如下。
首先，具有較好的應用條件，在對廢水進(jìn)行處理的過(guò)程中，能夠有效對環(huán)境進(jìn)行適應，且在壓力、溫度等方面的受限較少，有較高的便捷性。也正是如此，該技術(shù)得到了很多從業(yè)人員的青睞。其次，環(huán)保功能較為顯著(zhù)，在處理廢水的過(guò)程中，對該技術(shù)進(jìn)行運用，不會(huì )對水體造成二次污染，而且還能夠對污染水體進(jìn)行高效率治理，對環(huán)境保護工作的開(kāi)展帶來(lái)有利作用。再次，高級氧化技術(shù)氧化優(yōu)勢十分顯著(zhù)，能夠對有機物進(jìn)行自然降解，這與其它技術(shù)相比是具有優(yōu)勢的。最后，高級氧化技術(shù)有關(guān)的設備具有較高的操作優(yōu)勢，不會(huì )過(guò)于復雜，且運用起來(lái)較為簡(jiǎn)便。在對設備進(jìn)行維護的過(guò)程中，也不用花費較高的成本，國內這方面的技術(shù)較為成熟，維護十分便捷。此外，高級氧化技術(shù)還具有較高的適配性，能夠與其它技術(shù)進(jìn)行組合使用，取得更好的效果。
2、廢水處理中高級氧化技術(shù)的應用措施
2.1 光化學(xué)氧化法
在高級氧化技術(shù)中光化學(xué)氧化法是一個(gè)重要方法，這種方法是指光照過(guò)程中，使氧化劑催生出羥基自由基，并借助于其對有機污染物進(jìn)行分解。又可以將這種方法劃分為兩種，即光激發(fā)氧化法、光催化氧化法。在實(shí)踐中很多領(lǐng)域都運用了光激發(fā)氧化法，這種方法主要將紫外線(xiàn)作為了載體，運用催化、照射等手段有效提升氧化劑的氧化能力，并使之催生一定量的羥基自由基、超氧負離子自由基，這些物質(zhì)存在更為強大的氧化能力。
在對光催化氧化法進(jìn)行運用的過(guò)程中，可以將一定量的催化劑加入到待處理溶液中，并通過(guò)催化劑和紫外線(xiàn)的雙重作用，催生羥基自由基，最后有效運用羥基自由基附帶的氧化功能有效清除和消除污染物。在光催化氧化法中最為常見(jiàn)的催化劑就是二氧化鈦，部分學(xué)者在毛竹活性炭中運用了TiO2，使微波與負載TiO2活性炭相互做出協(xié)調處理，從而降解制藥工業(yè)廢水。經(jīng)過(guò)詳細分析發(fā)現，廢水中的脫色率和COD去除率出現了較大范圍的提升現象，幾乎達到了94.5%、91.7%，但是在應用二氧化鈦的同時(shí)，其往往會(huì )出現帶隙能，這就會(huì )對進(jìn)一步運用二氧化鈦催化劑帶來(lái)諸多影響，所以未來(lái)還需要在這一方面進(jìn)行深入研究。
2.2 臭氧氧化法
臭氧氧化法也是高級氧化技術(shù)的一種，依據臭氧與污染物反應方式的不同，又可以將臭氧氧化法劃分為兩種方法，即直接反應法和間接反應法。其主要原理是借助于臭氧反應對雙鍵結構進(jìn)行破壞，采用分批次、分步驟的方式將有機物化解為較小的分子，如此能夠使有機物原有的雙鍵結構被打破。臭氧直接氧化反應往往沒(méi)有較高的速率，難以徹底凈化污水，所以這種方法通常被運用于工業(yè)廢水處理中，能夠增加廢水的B/C。臭氧間接反應屬于一種間接性的方式，對臭氧進(jìn)行分解，通過(guò)分解催生羥基自由基，并以此對有機物質(zhì)進(jìn)行氧化，達到最終的目的。該反應沒(méi)有選擇性，且氧化程度高，具有較快的反應速度，被很多單位運用于工業(yè)廢水處理中，取得了較好的成效。
在臭氧間接反應的過(guò)程中，要想產(chǎn)生羥基自由基，通常需要滿(mǎn)足三種要求，即具備堿性條件、紫外線(xiàn)條件和金屬催化物條件。一些學(xué)者為了驗證結果，對二氧化鈦進(jìn)行了自制，并以此對臭氧進(jìn)行催化，由其對腐殖質(zhì)進(jìn)行氧化，效果十分理想。通過(guò)對實(shí)驗進(jìn)行分析發(fā)現，在水處理過(guò)程中采用二氧化鈦，約可以提升28.8%的效率，且可以將腐殖酸氧化去除率提升到85%，效果十分明顯。
2.3 電化學(xué)氧化法
通常情況下電化學(xué)氧化法指的是通過(guò)催化活性電極反應產(chǎn)生羥基自由基，并進(jìn)行處理的方式，如此能夠有效處理部分難以降解的污染物。不過(guò)在對這種方法進(jìn)行運用的過(guò)程中，要開(kāi)發(fā)高效催化性能電極。一些學(xué)者將苯酚視為模擬污染物開(kāi)展實(shí)驗，并制備了Ti/SnO2+Sb2O3/Fe-PbO2陽(yáng)極，最終發(fā)現苯酚具有較高的氧化去除率，原因在于其電極表面產(chǎn)生了很多羥基自由基，該電極能夠對苯酚進(jìn)行去除，取得十分顯著(zhù)的效果。
在電化學(xué)氧化法的運用中不會(huì )出現二次污染的現象，且裝置的安裝十分簡(jiǎn)便，不需要過(guò)于復雜的工藝，不過(guò)也有一些缺陷，即耗電量較大，且電極壽命會(huì )出現下降的趨勢，缺乏穩定性，所以未來(lái)還需要進(jìn)一步對這種方法進(jìn)行研究，做出深入的探索，以便更好地在工業(yè)中運用。
2.4 催化濕式氧化法
這種方法指的是在催化劑處于高溫和高壓過(guò)程中，對其中的一些有機物和氨氮進(jìn)行分解，將其分為水、二氧化碳、氮氣等，并進(jìn)行下一步處理。這種氧化法與傳統濕式氧化法相比較來(lái)看，壓力較低，且反應溫度較為適宜，氧化能力較高，可以較大限度地降低反應成本。一些學(xué)者為了對這種方法的效果進(jìn)行研究，制備了RuCu/TiO2雙金屬催化劑，且無(wú)害化處理了氨氮廢水。最終實(shí)驗結果發(fā)現，氮氣選擇性高于85%，氨氮轉化率超過(guò)了90%。在運用催化劑的過(guò)程中，催化活性并沒(méi)有被改變，且催化濕式氧化法具有有機物去除率高、反應時(shí)間短等特性，在印染廢水處理、農藥廢水處理以及造紙黑液處理中得到了廣泛運用，未來(lái)能夠進(jìn)一步推動(dòng)其向工業(yè)化方向發(fā)展。
2.5 芬頓氧化法
這種方法采用了深度氧化技術(shù)，在芬頓試劑pH值低于3時(shí)，過(guò)氧化氫會(huì )在二價(jià)鐵的催化下生成羥基自由基，而羥基自由基具有較高的氧化性，可以將污染物去除掉。這種方法具有較好的效果，對于普通化學(xué)氧化技術(shù)難以處理的有機廢水和生物難降解的廢水比較適用。借助于這種方法對COD值是2450mg/L的垃圾滲濾液進(jìn)行詳細化處理，使pH值保持在3左右，設定二價(jià)鐵離子加量保持在0.05mol/L，在總體加入的過(guò)氧化氫體量達到二價(jià)鐵離子總體量三倍或者四倍的時(shí)候，就能夠使COD有約80%之多的去除率。
其中類(lèi)芬頓也是一種較為有效的方法，其指的是將紫外光、超聲、微波、氧氣等加入到普通的芬頓氧化法中，通過(guò)這種途徑催生大量羥基自由基。根據有關(guān)學(xué)者的調查和實(shí)驗了解到，UV/H2O2/Fe2+工藝對于氯酚混合液、硝基苯、氯苯等都具有十分顯著(zhù)的降解效果。一些學(xué)者為了弄清楚實(shí)際情況，對氨基苯酚做出了實(shí)驗，他們采用芬頓氧化法對其進(jìn)行降解，并對比超臨界水氧化技術(shù)與該實(shí)驗的結果。最終發(fā)現，在這種方法下PAP去除率能夠高于99%，不過(guò)超臨界芬頓氧化法在對廢水進(jìn)行處理的過(guò)程中，譜圖峰值幾乎接近于0，這也就是說(shuō)與超臨界水氧化技術(shù)相比較而言，超臨界芬頓氧化法降解能力更高。還有一些學(xué)者針對石油烴類(lèi)物質(zhì)污染的土壤進(jìn)行了實(shí)驗，將類(lèi)芬頓氧化法進(jìn)行了運用，發(fā)現實(shí)驗中如果能夠分四次投加雙氧水，那么就可以在很大程度上對TPH去除率進(jìn)行提升，這一比例幾乎達到了90.73%以上，具有十分顯著(zhù)的成效。
2.6 超聲氧化技術(shù)
超聲氧化技術(shù)也是高級氧化技術(shù)的一種，雖然該技術(shù)的應用時(shí)間較短，但是具有良好的應用效率，是一種優(yōu)勢較為明顯，且具有較高應用價(jià)值的氧化技術(shù)。這種技術(shù)具有無(wú)二次污染、氧化設備操作方便、氧化速度快等多方面的優(yōu)勢，可以對污水中的很多有機物進(jìn)行降解。不過(guò)現有情況下，在對這種技術(shù)進(jìn)行研究的過(guò)程中，往往將重點(diǎn)放在單一體系廢水中，且適用的廢水規模較小。
所以未來(lái)要想更好地對超聲氧化技術(shù)進(jìn)行運用，還需要對應用范圍進(jìn)行擴大，并加強對這一技術(shù)的研究，應當將研究重點(diǎn)盡量集中于高級氧化技術(shù)的聯(lián)合運用上。此外，當前我國在對廢水處理的過(guò)程中，對這一技術(shù)的運用還不是十分重視，未來(lái)應當對該技術(shù)提升重視度，將其納入到日常廢水處理體系中，不斷提升運用效率。
3、高級氧化技術(shù)的組合方法
3.1 臭氧和紫外光組合氧化
臭氧是一種強氧化劑，電位較高，可以對芳香族物質(zhì)以及氨基酸等進(jìn)行氧化，不過(guò)單純臭氧氧化具有較低的處理效率，難以滿(mǎn)足廢水處理的具體要求，所以在處理時(shí)往往會(huì )在給水處理等環(huán)節運用。根據相關(guān)研究結果發(fā)現，在對含油廢水進(jìn)行處理的過(guò)程中，運用臭氧和紫外光組合方法可以取得理想的效果。
可能該技術(shù)在反應初期不會(huì )有顯著(zhù)的效果，但經(jīng)過(guò)一定時(shí)期的反應之后，則能夠有較為顯著(zhù)的反應速率，且在組合反應下還能夠形成羥基自由基，這就能夠更好地對有機物進(jìn)行氧化分解，取得較好的廢水處理效果。
3.2 過(guò)氧化氫和紫外光組合
在處理廢水的過(guò)程中，將過(guò)氧化氫和紫外光進(jìn)行組合，也能夠提升廢水處理的效率，原因在于過(guò)氧化氫屬于強氧化劑，在處理廢水時(shí)，能夠將毒性分子進(jìn)行轉化，使其成為微生物分解化合物，而在反應時(shí)，無(wú)機物則有較快的反應速度，其與紫外線(xiàn)有效融合，會(huì )存在較高的處理能力。根據相關(guān)研究發(fā)現，在對氯代酚類(lèi)物質(zhì)進(jìn)行處理的過(guò)程中，運用290nm的波光聯(lián)合過(guò)氧化氫，就能夠對有害物質(zhì)進(jìn)行有效處理，且使氯酚等物質(zhì)處理的效率得到顯著(zhù)提升。此外，在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的反應之后，還可以將三氯酚完全清除掉，不過(guò)在處理中隨著(zhù)pH的不斷增加，其整體速度會(huì )持續降低。由此可見(jiàn)，過(guò)氧化氫與紫外光組合具有較好的運用效果，未來(lái)有待對這一技術(shù)進(jìn)行持續開(kāi)發(fā)和運用。
3.3 臭氧、紫外光和過(guò)氧化氫組合法
在對廢水進(jìn)行處理的過(guò)程中，聯(lián)合運用臭氧、紫外光、過(guò)氧化氫等方法，可以將廢水中有害分子的處理效率提升上來(lái)。這種工藝與臭氧和紫外光組合法存在較高的類(lèi)似性，在紫外光輔助作用下，能夠將有害分子分解為自由基，有效對廢水的色度進(jìn)行降低，并對有害物質(zhì)進(jìn)行清除，應用價(jià)值較高。
4、高級氧化技術(shù)的展望
高級氧化技術(shù)屬于一種新的技術(shù)，在廢水處理上具有較好的效果，該技術(shù)與傳統廢水處理技術(shù)相比較來(lái)看，可以對那些原本不能生物降解或者很難進(jìn)行生物降解的有機污染物進(jìn)行氧化，使之成為較小的分子，并再次對他們進(jìn)行氧化，這就能夠提升廢水處理的有效性。正是因為這種方法具有較好的效果，所以得到了很多從業(yè)人員的運用，在多個(gè)領(lǐng)域都取得了不錯的成效，也引起了很多學(xué)者的研究。
不過(guò)因為高級氧化處理方法也存在一些缺陷，例如需要較高的制備成本，在對光進(jìn)行利用的過(guò)程中面臨效率低下的問(wèn)題，實(shí)踐中一旦處理不好還會(huì )產(chǎn)生二次污染，因此還有待對之作出深入的探索。建議持續優(yōu)化和完善工藝參數，對具有高性能的催化劑和電極進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并對聯(lián)用方式進(jìn)行研究，以此進(jìn)一步提升氧化的速率、效率等。此外，也可以單獨處理不容易降解的污染物。而結合其他有關(guān)的生物方式，可以進(jìn)一步對工業(yè)廢水處理的效率進(jìn)行提升，達到廢水的零排放處理目的。
未來(lái)隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，以及人們對廢水處理重視度的不斷提升，高級氧化技術(shù)的運用也會(huì )更為有效，能夠得到更多人員的關(guān)注，而且還會(huì )提升組合技術(shù)的運用概率，廢水處理也會(huì )取得更好的成效。
5、結語(yǔ)
本文首先分析了高級氧化技術(shù)的內涵和特點(diǎn)，然后對該技術(shù)的細化運用方法進(jìn)行了總結，即光化學(xué)氧化法、臭氧氧化法、電化學(xué)氧化法、催化濕式氧化法、芬頓氧化法、超聲氧化法。其次從三個(gè)方面分析了高級氧化技術(shù)的組合方法，即臭氧和紫外光組合氧化、過(guò)氧化氫和紫外光組合、臭氧、紫外光和過(guò)氧化氫組合法，最后對高級氧化技術(shù)進(jìn)行了展望，旨在為有關(guān)人員更好地對這一技術(shù)進(jìn)行運用提供參考和幫助。（來(lái)源：東莞市中南環(huán)�？萍加邢薰荆�
