高级氧化技术在废水处理中的研究进展.doc

高级氧化技术在废水处理中的研究进展 摘要：Abstract: Advanced Oxidation Process is a popular research topic in the field water treatment. In this paper, Advanced Oxidation Process, such as chemical oxidation, photochemical oxidation wet oxidation, supercritical water oxidations were summarized in detail, and there research and application aspects in the field water treatment were also illustrated. Key Words: water treatment advanced oxidation process 水污染是当前人类社会广泛关注的一个问题。随着城市和工业的快速发展，水环境污染日益加剧。然而传统的水处理方法在解决水体微污染、相对分子量较高、降解性能差的有机污染物方面已经难以满足处理要求，而高级氧化法（AdvancedProcess,AOPs）Fenton 氧化、电化学氧化、光催化氧化、光助电催化、湿式空气氧化、超临界水氧化、超声氧化、臭氧氧化、其他氧化法超声波技术。 1.1化学氧化和化学催化氧化 利用O?、过氧化氢、双氧水、二氧化氯及高锰酸钾等强氧化剂氧化废水中呈溶解状态的污染物的过程叫化学氧化。化学催化氧化是在催化剂和氧化剂共同作用下氧化有机物的过程。 化学氧化法和化学催化氧化对于某些难降解的废水具有所需设备简单、操作方便等特点。 水处理中常用的化学氧化剂有二氧化氯、双氧水、次氯酸钠、高锰酸钾、氯气、臭氧等。 林鑫海等对含硝基苯和苯胺的废水采用ClO2三相催化氧化技术进行处理，结果表明硝基苯的去除率均可以达到95%以上，COD的去除率在90%以上，苯胺也可以达到85%以上。毕会锋等使用次氯酸钠化学氧化处理酸性橙Ⅱ模拟的染料废水，发现在pH=10，NaClO与染料的摩尔比为18,温度为30℃,反应时间30分钟时,脱色率可达100%。如何寻求制备上述强氧化剂而不产生二次污染、操作简单、价格低廉，且氧化产物不具有毒性或只具有较小毒性是该技术发展的必由之路[2]。 1.2 Fenton法 Fenton法是利用催化剂、光辐射或电化学作用，使 H2O2产生-OH 处理有机物的技术。Fenton法基本上是沿着光化学和电化学两条路线向前发展的，因而也就包括了经典Fenton法、电Fenton法、光Fenton法。 1.2.1经典Fenton 法 此反应的优点是反应物 Fe2+来源广泛, 价格便宜, 反应易于操作缺点就是 Fe2+ 和?HO需要量较大，需要控制较低的PH值，通常在3左右，这样对设备的腐蚀较大；并且产生大量的Fe(OH)?污泥，同时处理后的水色度不能达标。 1.2.2 电Fenton 法 电Fenton法的实质是把用电化学法产生的Fe2+与?HO作为Fenton 试剂的持续来源。在酸性溶液中，在电极上通直流电时，首先O2在阴极通过还原反应产生?HO，??HO与溶液中的Fe2+生成? OH 和 Fe3+，Fe3+可以在阴极上被还原再生成Fe2+；另外，以Fe作为阳极，Fe2+可以直接由阳极氧化溶解产生。所以电Fenton法相比经典Fenton 法降低了Fenton 试剂的用量。 周珊等以活性炭纤维为阴极，铁为阳极，采用电Fenton 法处理含4-氯酚的废水，在4-氯酚质量浓度为50mg/L，PH为4.5电流密度为15.38A/m2 条件下，4-氯酚去除率达到85.70%[3]。 1.2.3 光Fenton 法 增加紫外光照射能有效的提高Fenton 试剂氧化降解污染物的能力。所以光Fenton与经典Fenton 法相比，具有如下优点：①降低了Fe2+的用量，保持H2O2较高的利用率；②紫外光和Fe2+对 H2O2催化分解存在协同效应；③此体系可使有机物矿化程度更充分；④有机物在紫外光作用下可部分降解。 黄君礼等用 UV/Fe(C2O4)33- /H2O2法处理苯胺类化合物，UV 灯下反应 10min，对苯胺的去除率可达99%以上[4]。 1.3 电化学阳极氧化 1.3.1 阳极直接氧化 阳极氧化技术可分为直接氧化和间接氧化两类。在直接氧化过程中有机物首先吸附到电极表面，然后通过阳极氧化反应而使其降解；间接氧化是通过电化学氧化的中间产物如次氯酸、金属氧化还原电对的作用来降解有机物。 在弱电解槽中用循环伏安法把废水中的难降解有机物转化为可生物降解的物质，是近年来