高级氧化技术在水处理中的应用-高级氧化技术主要类型有哪些
导读
氧化工艺(Advanced Oxidation Processes,简称AOPS)是20世纪80年代开始形成的处理有毒污染物技术，它的特点是通过反应产生羟基自由基(·OH)，该自由基具有极强的氧化性，通过自由基反应能够将有机污染物有效的分解，甚至彻底的转化为无害的无机物，如二氧化碳和水等。由于氧化工艺具有氧化性强、操作条件易于控制的优点，因此引起世界各国的重视，并相继开展了该方向的研究与开发工作。氧化技术主要分为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。
六种高级氧化技术
1.Fenton氧化法
过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化技术体系称为Fenton试剂。它是100多年前由H.J.H.Fenton发明的一种不需要高温和高压而且工艺简单的化学氧化水处理技术。近年来研究表明，Fenton的氧化机理是由于在酸性条件下过氧化氢被催化分解所产生的反应活性很高的羟基自由基所致。在Fe2+催化剂作用下，H2O2能产生两种活泼的氢氧自由基，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化。其一般历程为：
Fenton氧化法一般在pH为2~5的条件进行，该方法优点是过氧化氢分解速度快，因而氧化速率也较高。但此方法也存在许多问题，由于该系统Fe2+浓度大，处理后的水可能带有颜色；Fe2+与过氧化氢反应降低了过氧化氢的利用率及其pH限制，因而在一定程度上影响了该方法的推广应用。
2.臭氧氧化法
臭氧是一种优良的强氧化剂，在污水消毒、除色、除臭、去除有机物和 COD 方面有很好的效果。臭氧氧化法降解有机物速度快，条件温和，不产生二次污染，在水处理中应用广泛。臭氧处理污水作用大体表现物，一是臭氧直接氧化，二是通过形成的羟基自由基而进行自由基氧化。
3.超声氧化法
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并和H2O2可形成超临界水，快速降解有机污染物。超声氧化法集合了自由基氧化、焚烧、 超临界水氧化等多种水处理技术的特点，降解条件温和、 效率高、 适用范围广、 无二次污染，是一种很有发展潜力和应用前景的清洁水处理技术。
单独超声氧化技术能够去除水中的某些有机污染物，但其单独处理成本高，且对亲水性、难挥发的有机物处理效果较差，对 TOC 的去除不彻底，因此，常与其他氧化技术联用，以降低处理成本、改善处理效果。
4.光催化氧化法
光催化氧化法是通过氧化剂在光的激发和催化剂的催化作用下产生的·OH氧化分解有机物。与传统的处理方法，如吸附法、混凝法、活性污泥法、物理法、化学法等相比较，光催化氧化降解水中有机污染物具有能耗低、操作简便、反应条件温和、可减少二次污染等突出优点，因而日益受人们重视。大量实验证明，TiO2光催化反应对于工业废水具有很强的处理能力。
早期的光催化氧化法是以 TiO2粉末作为催化剂，存在催化剂易流失、难回收、费用高等缺点，使该技术的实际应用受到一定限制。TiO2的固定化成为光催化研究的重点，学者开始研究以TiO2薄膜或复合催化薄膜取代TiO2粉末。此外，将光催化技术与膜分离技术耦合的光催化膜反应器可有效截留悬浮态催化剂，为催化剂的分离回收提高了新的思路。
5.湿式氧化法
湿式氧化法是在高温高压下，利用氧化剂将废水中有机物氧化成二氧化碳和水，从而达到去除污染物的目的。湿式氧化法初由美国F.J.Zimmermann于1958年研究提出，用于造纸黑液。随后氧化工艺得到迅速发展，应用范围从回收有用化学品和能量进一步扩展到有毒有害废弃物的处理。
6.超临界水氧化法
为彻底去除一些湿式氧化法难以去除的有机物，研究出将废液温度升至水的临界温度以上，利用超临界水的良好特性来加速反应进程的超临界水氧化法。
在超临界水氧化过程中，由于超临界水对有机物的氧气都是极好的溶剂，因此有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行，反应不会因相间转移而受限制。同时高的反应温度，也使反应速度加快。超临界水氧化法是一种新兴且很有发展前景的废水处理技术。
氧化技术虽然具有适用范围广、反应速率快、处理效率高、无二次污染或少污染、可回收能量及有用物质的优点，但各类氧化技术在实际应用中都存在一些问题。在实际应用中应结合各类氧化法的技术特点，选择经济有效的处理技术。