摘要：随着工业的不断发展和环境意识的不断提高，废水的处理难度增大，处理要求提高，尤其对于纺织、印染、化工、医药、造纸等行业的高浓度难降解有机废水的处理受到了广泛的关注。高级氧化法在反应中产生强氧化性的自由基，可以分解废水中的难降解有机物，反影响力高，适用范围广，产生的二次污染小，处理设备简单，占地面积小，具有很高的推广使用潜力 。本文分类梳理了应用和研究较多的几种高级氧化技术，并指出了高级氧化技术在废水处理中的发展前景。
关键词：高级氧化、废水处理、难降解有机物
1、臭氧氧化法
臭氧作为一种强氧化剂，被应用于难降解废水的处理，实现难降解有机物一般通过直接氧化和间接氧化两种途径。臭氧直接氧化具有较强的选择性，可氧化双键结构的有机物 。间接氧化是通过反应过程中产生的羟基自由基•OH氧化废水中的有机污染物，氧化性更强且不具有选择性。通常通过添加催化剂、UV、超声等外部条件来产生更多的羟基自由基•OH，提高反应效率。
周迎科等人在印染废水的回用处理系统中采用臭氧氧化技术，臭氧单元中的COD、色度去除率分别为43.4%和81.8%，出水水质达标，系统运行稳定。该项目按照每年生产周期为330天计算，可减少39.6×104 m3 的污水排放，节约39.6×104 m3的新鲜水。李超等人采用催化臭氧氧化法深度处理抗生素废水，以硅胶为载体制备金属催化剂，反应1小时COD和氨氮的去除率分别达到54.9%和44.4%，同时还提高了废水的可生化性，将BOD5/COD由原来的0.07调高到0.20。 孟冠华等人采用连续流的方式，利用臭氧氧化技术处理焦化废水的生化出水，COD去除率为54.5%，降解1 kg COD的臭氧投加量为741.1 mg，并通过实验证明反应过程中以间接氧化为主。
2、Fenton氧化法
Fenton氧化是利用H2O2在Fe2+的催化作用下产生羟基自由基•OH的氧化过程。传统的Fenton氧化法需在酸性(pH＜3)条件下才能高效反应，增加了反应前后调节废水pH值的操作及费用，在反应过程中还会形成大量的铁泥造成二次污染。研究者们开始研究非均相Fenton、光Fenton、电Fenton等技术来克服限制传统Fenton在推广应用中的困难。
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3、光催化法
光催化降解常用的催化剂为TiO2，研究者们还研发制备以TiO2为载体的负载型催化剂、掺杂改性TiO2催化剂等可以高光催化性能的催化剂用于废水处理。张虹等人以水热法制备石墨烯负载纳米TiO2材料作为催化剂，采用光催化法处理制药废水，实验结果表明30 min色度可去除95%以上，180 min时COD去除率达78%。张守花等人采用溶胶－凝胶法制备铜掺杂改性TiO2光催化剂，光催化降解三氟羧草醚，与非改性TiO2光催化降解对比，三氟羧草醚的去除率提高30%以上。孟庆华等人以自制的纳米三氧化二铁粉体为光催化剂，构建光催化体系处理燃料中间体废水，分析处理前后废水中的有机污染物组成，发现废水中大部分有害物质被降解。
4、电化学法
电化学法利用具有催化活性的阳极来处理废水中的污染物，在电解氧化的过程中包含了直接氧化和间接氧化两个过程。沈选举等人采用Ti/PbO2电极为阳极，处理阿司匹林模拟废水取得了良好的处理效果，阿司匹林和COD的去除率分别达到96.88%和67.85% 。胡斌通过制备纳米管基底电极TiO2NTs/Sb-SnO2-Ni，提高电极的比表面积和负载能力，以亚甲基蓝为处理目标物，反应30min降解率可达94.09% 。三维电极作为新型电化学反应器，通过在二维平板电极之间填充电极材料，有效增加了电极面积，填充的电极材料性质对处理效率影响显著。魏金枝等人利用负载Sb掺杂SnO2的陶瓷颗粒作为粒子电极，用三维电极反应体系处理活性艳红X-3B废水，在优化槽电压13V的条件下，反应60 min的COD去除率为85.6%，能耗为16.8 kW•h (kg COD)，实验进行了三维电极的反应机理研究，结果表明三维电极反应体系中产生的羟基自由基比二维电极体系多，主要的反应机制为通过羟基自由基的间接氧化，提高了反应的效率 。张鹏娟等人以柱状活性炭作为粒子电极，利用三维电极体系深度处理维生素废水，考察反应体系的最佳反应条件为电解电压10 V，电极板间距8 cm，电解时间20 min，初始pH值4，在最佳反应条件下COD和色度的去除率分别达到59.5%和93.57 。
5、结语
高级氧化技术由于其高氧化性和环境友好性，在废水处理的应用当中，能够降解难生物降解的有毒有害的有机物，可提高废水的可生化性，高级氧化技术之间的联用或与适宜的生物处理技术联用，可以进一步提高处理效果，降低废水处理成本，在以后的工业水处理中具有广阔的应用前景。
参考文献
[1]王家福, 杨俊山, 臭氧及臭氧高级氧化技术在水处理中的应用分析[J]. 分析研究, 2017, (3):7-8
[2]赵雷, 张栋, 臭氧高级氧化技术在垃圾渗滤液领域的应用研究[J]. 再生利用, 2017, 10(7):40-43
论文作者:余宇翔,苏敏婷
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/20
标签：电极论文; 废水论文; 臭氧论文; 等人论文; 催化剂论文; 废水处理论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第21期论文;