摘要：目前，随着现代工业的不断发展，产生了大量的生化降解性差、毒性高、浓度高的工业废水。那么如何解决废水处理问题？高级氧化处理技术即AOPs技术应运而生。本文以此为背景，先对高级氧化技术进行了概述，之后对高级氧化技术的具体应用和影响其效率的因素进行了讨论分析，以期作为参考。
关键词：高级氧化技术；工业废水；处理；应用
引言
伴随着经济和社会的快速发展，工业废水问题已成为当今我国水污染控制领域的重点和难点。20世纪80年代后，高级氧化技术（AOPs）问世，它通过利用水、电、光、声等物理过程和化学过程中产生的高氧化性羟基自由基，对工业废水中的有机污染物能进行快速的分解，具有使用范围广、反应效能高、氧化能力强、产物无污染等特点，目前已被广泛应用到制药、印染、焦化、化工等众多的污水处理领域。
一、高级氧化技术简述
高级氧化技术，是指在废水处理过程中，通过产生高反应活性的羟基自由基来对废水中难降解有机污染物进行分解的高效废水处理技术。该技术的关键是高活性羟基自由基的产生，工业上多通过投加氧化剂和催化剂、紫外线催化以及超声波催化等方式产生。羟基自由基氧化性极强，反应活性极高，能将难降解有机污染物分解成CO2和H2O等无害有机物，实现对废水的无害处理。
二、高级氧化技术在工业废水处理中的应用
（一）光催化氧化法
光催化氧化是指利用表面催化剂对反应的催化作用，辅以一定波段内的紫外光或可见光照射，使氧化反应在常温常压下就能快速反应的方法。这种方法能有效提高反应的氧化能力，大大提高了过程中的能量利用效率，对废水中的有机污染物进行了更为有效的降解。光催化氧化法中使用的催化剂主要有TiO2、FeSO4等，其中TiO2具有更为稳定和强效的催化性能及稳定性，能无差别的对各类有机污染物的氧化过程进行催化，从而使有机污染物得到更为彻底的分解，TiO2的分解过程不产生二次污染，且TiO2本身具有廉价无毒、耐光耐腐蚀、可回收再利用等优点，这都让TiO2迅速成为当今使用范围最为广泛的半导体催化材料。
（二）湿式催化氧化法
湿式催化氧化法是指在高温(200 ～ 280℃ )和高压(200 ～ 280MPa )条件下，以氧气或富集氧气作为反应氧化剂，借助催化剂的催化，提高整个氧化反应速率，使废水中的难降解有机污染物及含 N、S 等的毒物，迅速被氧化成CO2、N2、SO2、H2O等，从而实现对废水的净化。湿式催化氧化法对难降解有机污染物具有极佳的处理效果，它对废水中COD及NH3-N 的去除达99%以上，且不再需要后续处理便可一次性达到排放标准。相湿式空气氧化法，该方法在反应过程中采用了氧化催化剂，大大提高了污水处理效率，有效降低了投资和运行成本，是一种具有广泛应用前景的污水处理新技术。目前，该方法已广泛应用到石油、炼焦、化工、印染等含有毒性物质的废水处理中。
（三）Fen ton 试剂催化氧化法
Fen ton 试剂最初是被应用于有机物的合成领域，后来在将Fen ton 试剂用于苯酚及烷基苯废水的有机污染物处理之后，Fen ton 试剂在废水处理领域的作用才被逐渐开发出来。Fen ton 试剂具有极强的氧化能力，能有效的对废水中难以生物降解的污染物进行分解。Fen ton 试剂不同的搭配会表现出不同的性能和反应效率，如H2O2和Fe2+ 组合，这个组合具有极高的分解速度，但由于两者在发生反应时的氧化强度不同，导致了H2O2无法全面释放其氧化能力，从而导致H2O2的使用效率较低。
因此，在利用Fen ton 试剂进行污水处理时，要先对各类实际的组合反应性能进行掌握，这样才能有效的提高试剂利用率，从而提高反应效率、降低反应的成本投入。目前，Fen ton 试剂催化氧化法已被应用与含酚类、芳烃类、芳胺类、农药及核废料等难降解污染物的废水处理中，如印染废水、造纸废水、制药废水及焦化废水等。
（四）臭氧氧化法
臭氧氧化法，是指以O3为氧化剂，通过借助活性炭的催化作用，使O3在废水中进行有机污染物氧化降解的方法。在富含O3的工业废水中放入适量的悬浮活性炭，能直接触发O3的链反应，从而使O3在水中加速释放自由基，显著提高氧化效率。除活性炭外，O3与UV、H2O2等试剂连用也能有效提高污水COD的除率。但臭氧氧化法对含氰废水的处理效率较低，如果不与其他工艺联合使用，则投入成本过高，难以实现工业化，故在进行工业废水的处理时，为提高臭氧氧化法的适用性，其经常与传统的生化工艺相联合。大多数情况下，臭氧氧化工艺要布置在生化处理工艺之后，在污水处理时，先经生化工艺和微电解过程将污水中的COD进行降低，然后再通过O3的强氧化性将COD去除。这种联合工艺大大减少了污水处理的成本投入，简化了很多设备和药剂的布置，如省去了紫外线提供装置、省去了H2O2和活性炭等试剂及其投加装置等，减少了设备、药剂和人工的成本。
三、高级氧化技术的影响因素分析
（一）有机污染物初始浓度
工业废水中的有机污染物初始浓度是影响废水氧化处理过程效率的一个重要因素，在一定范围内，有机污染物负荷的增加能使其更多的释放中间产物，这样氧化剂的羟基自由基就有了更多的与中间产物发生接触的机会，从而提高了降解反应的效率，但当有机物浓度高于反应的降解阀值后，随着有机污染物初始浓度的增加，反应水环境中的传质阻力也会随之增加，从而降低了有机物的传递效率，继而影响了整个降解反应的效率，如高浓度的氨甲酰苯卓就对氧化降解过程具有不良的影响。
（二）pH 值
PH值是废水氧化反应环境中的一个重要参数，PH值通过控制水中离子间的表面电荷分布及羟基自由基的浓度来实现对氧化降解反应的影响。如PH值能决定O3分子在水中的稳定性，在臭氧氧化反应的临界PH值处，对应的水环境能促进臭氧及其羟基自由基与有机物进行反应，从而加快了反应进程；再如，在Fen ton 氧化体系中，H2O2和Fe2+ 组合的反应最佳PH为3.0，高于或低于这个值都会使应效率降低。
（三）温度
温度对工业废水氧化降解反应的影响也是有两个趋势的。在反应温度要求的区间内，随着温度的增加，液体环境的反应动力提高，氧化降解效率也随之提高；当超过反应温度要求时，随着温度的增加，液体环境中的空穴现象严重，影响了物质的传递和接触，从而降低了废水的氧化降解效率。如Fen ton 氧化过程中，草酸试剂在0~70℃ 内的反应效率随温度增加呈现增长趋势，但高于70℃后反应效率被明显抑制。
结语
与传统的废水处理工艺相比，高级氧化技术具有氧化能力强、适用范围广、反应效率高、产物无污染等一些列优点，但目前多种高级氧化技术还仍处于实验室研究以及应用改善阶段，依然在成本、工业化以及反应效率控制上存在问题，相信通过今后不断的工艺改善，高级氧化技术定能在我国的工业废水处理领域大放异彩。
参考文献
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作者简介：徐继洋，生于1991年，男，汉族，天津市人，研究生，助理工程师，研究方向：水处理高级氧化技术，工业废水的处理技术及应用。