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摘要：随着工业经济步入高速发展阶段，工业生产中每天都会产生大量的污水，且对污水出水水质要求日益严格，污水当中含有许多化学物质，如果直接排放，必然会对生态环境以及水体造成严重的破坏和污染，这些污水中含有大量的难降级污染物，在水处理过程中，采用生物降解处理方法是不够的，且无法达到相关规定的处理要求。因此，必须综合考虑其他类型的处理方法，如高级氧化技术、沉淀、气浮等。高级氧化技术（简称AOPs）主要是通过化学反应过程中产生的羟基自由基（•OH）和一系列链反应，对有机污染物进行分解，得到最终产物CO2、H2O以及无机盐等，可有效处理污水当中的难降解有机物。本文重点分析研究高级氧化技术在污水处理中的应用进展，以供参考。
关键词：高级氧化技术；污水处理；应用进展
1、高级氧化技术概述
高级氧化技术主要是在化学氧化法的条件下发展出来的，对一些难降解有机污染物进行处理的新技术。这种技术在应用的过程中主要通过活性较强的羟基自由基和水当中的一些高分子有机物之间进行反应，最终对这些有机物进行处理，可以有效地分解水中的有机物，具有较好的应用效果。另外，需要在研究的过程中对细节进行有效地控制，提高效率，通过进一步的优化工艺参数等方法开发新型高效催化性能的催化剂和电极，并且注意在操作的过程中细化各种技术，仔细研究各高级氧化技术之间联用和高级氧化技术与其他水处理技术组合应用，这样才能提高氧化速率和效率，另外，在应用的过程中能够处理单独氧化技术难以氧化降解的有机污染物。在实际应用过程中，需要加强管控，重视联系和实践，分析细节，结合其他生化处理和深度处理工艺等方式，这样才能进一步提高工业废水的处理效率，实现废水零排放处理目标，本质上将环境污染等问题解决。
2、高级氧化技术在污水处理中的应用
2.1、Fenton氧化法
Fenton氧化法主要指的是pH在2～5的酸性环境下，通过Fe2+与H2O2发生链式反应，从而生成•OH（氧化电位为2．8V），对有机物进行氧化降解。其在发生反应过程中，会受到溶液温度、pH值、H2O2浓度、停留时间等因素的影响。Fenton试剂具有强氧化性，可适应大多数的污水处理需求，不仅可以作为预处理和深度处理，同时也能够完成独立污水处理的需求。Fenton氧化法具有成本低、工艺操作简单、反应速度快，氧化效率高等优点。由于Fenton氧化法对pH值的要求较高，如果偏离适宜的pH值范围，则无法保障实际处理效果。其次，Fenton氧化法在污水处理过程中使用过量的Fe2+将产生二次污染。通常情况下只适合用于处理少量、浓度较低的污水，且无法对有机物进行彻底矿化处理，所以通常将其作为预处理，或者可以针对实际情况，与其他处理方法联合使用。随着技术的不断发展与更新，已经有学者将紫外光、可见光引入到Fenton体系当中，被称为类Fenton反应，这样可有效降低处理方法的成本，从而大幅度提升反应效率和处理效果。
2.2、光催化氧化法
光化学氧化法主要是在光照的条件下，让氧化剂产生羟基自由基，这样可以有效地分解有机污染物，主要可以分成光催化氧化法以及光激发氧化法。在操作的过程中，光激发氧化法的应用非常广泛，主要是通过紫外线进行照射，照射具有催化效果，能够让氧化剂的氧化能力提高，并且在应用过程中可以让氧化剂产生羟基自由基和超氧负离子自由基等一系列物质。这些物质在水中具有的氧化能力更强。光催化氧化法在应用的过程中主要是在待处理溶液当中加入一定量的催化剂，通过这些催化剂并且进行紫外线照射的方法，使之产生大量的羟基自由基。通过羟基自由基的氧化能力来处理有机污染物。二氧化钛是光催化氧化法当中应用最为常见的一种催化剂，我国相关学者将TiO2在毛竹活性炭上使用，让负载TiO2的活性炭和微波之间进行协调处理，这样可以有效地对制药工业废水进行降解。
通过分析发现光催化降解之后，废水的COD去除率和脱色率大幅度提高，能够达到91.7%和94.5%，然而二氧化钛在应用的过程中会出现较大的带隙能，对二氧化钛催化剂的进一步应用产生了影响，因此还需要进行深入的研究。
2.3、臭氧氧化法
臭氧氧化法主要是通过有机污染物与O3发生直接氧化或与O3产生的•OH发生间接氧化反应实现将复杂的大分子有机物降解为CO2、H2O和小分子无机物。直接氧化反应通过O3直接发生缓慢且有选择的降解反应，其反应速率多在1-100M-1s-1，O3具有氧化选择性，可以打断有机污染物中的双键，对含不饱和脂肪烃和芳香烃类的PPCPs降解效果较好。间接氧化反应通常发生在O3达到饱和状态时与H2O反应生成具有强氧化性的•OH，•OH可快速无选择性的降解水中大部分有机物。臭氧氧化法对小部分难降解有机物具有较好的去除率，但大部分难降解有机物的结构稳定不易被臭氧氧化降解，且臭氧氧化法对有机物的矿化率受O3投加量和反应时间影响较大，目前，臭氧氧化多与其他技术联用。臭氧氧化在反应过程中效率高、不产生二次污染，但臭氧发生装置运行成本高，能源需求量大。如何提高臭氧产生效率并且降低能耗，是当前需要解决的关键问题之一。
2.4、催化湿式氧化法
催化湿式氧化法主要是在催化剂高温高压的条件下，将氨氮以及一些有机污染物分解成水、二氧化碳和氮气等无害物质。和传统的湿式氧化法相比，其压力相对较低，而且反应温度适宜，具有较强的氧化能力，能够大大地降低反应的成本。我国相关学者在研究的过程中制备了RuCu/TiO2双金属催化剂，在操作的过程中对氨氮废水进行无害化处理。通过分析发现，氨氮的转化率能够达到90%，氮气的选择性超过85%。在实际应用的过程中，催化剂的催化活性基本没有产生变化，通过分析发现催化湿式氧化法和传统的知识氧化剂相比，具有反应时间短、有机量的吸附效果，以便于增强对水体内部悬浮物质的处理质量。在采用此类微生物吸附技术的过程中，主要使用的微生物是白腐真菌、酵母菌等，能够强化对水体内部重金属以及有毒金属元素的管制，比如，铅、铬和汞等元素，防止此类物质对水体造成的污染。针对吸附技术的使用需要加强对生物吸附剂的处理，提高对水体内部有害杂质的吸附效果，提升环境污水的整体处理状况。在微生物吸附的分类中会涉及活性污泥吸附处理，原理上是采用有氧环境中微生物能够以活动污泥为核心媒介，对水体内部的有机物实现大量的吸附以及析出作用，在此过程中，还会借助氧化分解的处理效果实现对有机物的分解，将无机物沉淀析出。另外，因为活性污泥可以反复使用，不仅会降低前期的资金投资量，同时也会管控整体的城市污水处理效率和质量。
3、高级氧化技术应用前景及发展方向
高级氧化技术（AOPs）作为一项新兴的水处理工艺，由于其用于污染物降解过程中具有高效性、普遍性和氧化降解的彻底性等优点，已成为国内外水处理研究领域研究的热点。但就目前来说，与传统水处理方法（如活性污泥法、生物膜法）相比，单一地使用这类技术彻底去除废水中的有机物时，存在运行成本较高、试剂消耗量大、反应条件苛刻等缺点，使得AOPs发展受到限制，与大规模应用还有一定距离。另外现阶段污水站基本以一、二级处理为主，AOPs主要应用于三级处理（深度处理），而且处理成本高、反应条件苛刻、反应器复杂、氧化剂和催化剂消耗量大都会使AOPs偏离实际应用。有研究表明，AOPs可提高生物降解有机物的可生化性，可作为生化处理的预处理。随着国家对水质标准的日益严格以及中水回用的紧迫需求，AOPs可应用于三级处理（深度处理）以提升传统生化法和物化法处理过后的出水水质。因此，研究AOPs的反应机理，合理改进现有工艺并开发新工艺就成为当务之急。
参考文献：
[1]王行梁，李晓良，王子，郑兴，路思佳，朱惠良，邵飞.硫酸根自由基高级氧化技术的发展及应用[J].现代化工，2020，40（S1）：49-53.
[2]张丽萍.水污染控制化学中高级氧化技术的研究及其发展[J].生物化工，2020，6（04）：143-145.
[3]赵玉军.高级氧化技术Fenton法在污水处理工艺中的现状及其应用进展[J].天津化工，2010，24（05）：55-58.