先进氧化技术在废水处理中的应用

芬顿氧化法在废水处理中的应用

Fenton氧化法是近年来发展起来的专门处理高浓度、高色度、难降解工业有机废水的高级氧化技术，常用于废水的高级处理，以去除COD、色度等。文章介绍了Fenton氧化法处理难降解有机废水的机理及应用情况，并对其在废水处理中的发展趋势作了展望。

标签：Fenton氧化法；废水处理；难降解

1894年，科学家Fenton HJ发现，过氧化氢（H2O2）与二价铁离子（Fe2+）混合后，可以将当时很多已知的有机化合物如醇、羧酸、酯类等氧化为无机态，氧化性极强。但这种氧化性试剂却因为氧化性极强没有被太多重视。直至上世纪70 年代， 水环境的污染成为世界性难题，而具有去除难降解有机污染物的高能力的Fenton试剂，在多种工业废水处理中逐渐得到了广泛的应用，并日益受到国内外的关注。

1 Feton试剂反应机理

Fenton氧化法是在酸性条件下利用Fe2+催化分解H2O2产生的·OH降解污染物，且生成的Fe3+发生混凝沉淀去除有机物，因此Fenton试剂在水处理中具有氧化和混凝两种作用。一方面，对有机物的氧化作用是指Fe2+与H2O2作用，生成具有氧化能力极强的羟基自由基·OH 而进行的自由基反应[1]；另一方面，反应生成的Fe（OH）3胶体具有絮凝、吸附功能，也可以去除水中部分有机物[2]。

羟基自由基（·OH）具有很强的氧化性，仅次于氟并且是一种非选择性的氧化剂，易氧化各种有机物和无机物，反应速度快，氧化效率高。

2 Fenton氧化法在废水处理中的应用

Fenton氧化法在废水处理中的应用具有其它方法无可比拟的优点，但由于过氧化氢价格昂贵， 如果单独使用Fenton试剂， 则成本太高，所以在实践应用中通常与其他方法联用，如与混凝沉降法、生物法、活性炭法等联用，用于废水的预处理或最终深度处理，以取得良好的效果。

2.1 废水的预处理

加入Fenton试剂对废水进行预处理， 是通过羟基自由基（·OH）与有机物的反应， 使废水中难降解的有机物发生偶合或氧化， 形成分子量较小的中间产物，从而改变它们的可生化性、混凝沉淀性和溶解性， 然后通过后续的混凝沉淀法或生化法加以去除， 可达到净化的目的。吴克明[4]等对高浓度焦化废水处理采用Fenton混凝沉淀法进行了研究，氧化处理后用氯化铁作为混凝剂，当pH值控制在3左右，反应温度为80℃，反应时间为30min时，焦化废水COD、NH3-N、

污水处理高级氧化技术

近年来，由于工业化发展的速度较快，致使工业企业的污水排放量剧增，

造成的环境污染问题越来越严重。在工业生产排放的废水中，有机废水的浓度

较高、成分繁杂，且具有难降解、含毒性物质等特征。因此，传统的污水处理

技术已无法满足当今的污水处理要求，所以，有效处理此类工业废水已成为当

务之急。目前，先进的高级氧化法处理效果好、反应速度快、二次污染概率小

且适用范围广。因此，该技术已逐步应用于各种工业废水处理工艺中 。

该技术按反应原理划分可分为臭氧氧化、光化学氧化、催化湿式氧化、电

化学氧化、芬顿氧化等。

1、高级氧化法处理废水的研究进展

1.1 臭氧氧化

（1）臭氧氧化

按照对污染物和臭氧的化学反应方式的不同，可分成二类。一类是用臭氧

直接和有机化合物反应，一般称为臭氧直接反应；另一类是臭氧先经过分解形

成羟基自由基，再通过羟基自由基和有机产物进行直接化学反应，一般称为臭

氧发生器间接化学反应。

在实际应用中，与臭氧的直接反应通常是通过打破有机物的双键结合，将

大分子有机质转变为小分子，但总体氧化程度并不高，而破碎成小分子的有机

物具备了较大的可生化性。臭氧直接氧化是由于其选择能力较强、化学反应速

度慢、以及对污染物的全面净化难度较大等特点，但可以对工业废水进行预处

理，以此提高废水的B/C比。

而臭氧的间接处理化学反应基本原理为：臭氧在水体内先溶解形成羟基自

由基（OH），然后羟基自由基再去氧化有机物。该方法一般不具备化学选择性，

但由于反应速度快、氧化程度高、污水处理效率好等优点，在工业废水处理中

取得了较普遍的运用。在臭氧处理间接化学反应中，臭氧在水体形成羟基自由

基主要采用两种路径：

①在碱性条件下，臭氧迅速溶解形成羟基自由基，且在紫外线光的影响下，

臭氧形成羟基自由基； ②在各种金属催化的影响下，臭氧形成羟基自由基。

国内学者对催化剂展开研究，以负载式二氧化钛为催化剂，对臭氧化合物

在强催化作用下氧化对水溶性元素腐殖酸的影响开展了深入研究，结果显示，

双氧水氧化技术在废水处理中的应用

随着社会发展，环保逐渐成为人们关注的焦点。特别是在工业快速发展的时代，工业废水处理问题逐渐浮出了水面。为了保护环境，人们需要开发原材料、技术手段，使工业废水得以处理。而双氧水氧化技术由于其高效、环保，正成为越来越多企业选择的处理废水的方法。

一、双氧水氧化技术的基本原理

双氧水氧化技术是一种利用过氧化氢和氢氧化物等氧化剂影响有机物的分解反应，从而去除废水中有机、无机污染物的一种技术。整个反应过程可以分为三步：第一步是氧化剂与污染物的反应过程；第二步是产生影响受体的中间体；第三步是把中间体进一步异化或转化成相对稳定的最终产物的反应过程。该技术的基本原理是采用氧化剂在合适的条件下，使废水中有机污染物分解为稳定的最终产物，从而达到净化废水的目的。

二、双氧水氧化技术的应用

2.1 应用领域

双氧水氧化技术广泛应用于工业废水处理、城市污水处理、污水回用及饮用水处理等领域。特别是在工业废水处理领域，双氧水氧化技术的应用领域更加广泛。尤其对于含有有机物污染物的较为复杂的工业废水，该技术在工业废水净化领域起着重要作用。

2.2 应用效果

双氧水氧化技术的应用效果非常显著。首先，在处理含有有机物的工业废水时，该技术的去除率可以达到70%以上；其次，在处理含有色度污染的污水时，其去除率也可以达到70%以上；此外，在城市污水处理领域，该技术不仅具有良好的净化效果，而且还可以提高废水的生化性能。

三、双氧水氧化技术的优缺点

3.1 优点

双氧水氧化技术具有很多优点，如下：

（1）效率高：该技术在去除污染物方面的效率极高，而且不会对环境造成二次污染；

（2）环保：该技术采用天然废水处理剂，不会对环境造成污染，推广应用具有良好的生态效应；

（3）操作简便：处理过程不需要人工干预，操作简单、安全；

（4）安全可靠：该技术的操作过程简单、容易控制，不会与其他物质产生危险性化合物，对操作人员的安全也没有影响；

污水处理中的高级氧化技术

高级氧化技术在污水处理中的应用

随着工业化和城市化进程的加快，污水处理成为了一个重要的环保问题。传统的污水处理方法往往无法完全去除含有有机物的废水中的难降解物质。为了解决这一问题，高级氧化技术被广泛应用于污水处理领域。本文将介绍高级氧化技术的原理和各种应用场景，并探讨其在污水处理中的优势和潜力。

一、高级氧化技术的原理及机制

高级氧化技术包括光催化氧化、高级氧化过程和非热等离子体技术等多种方法。这些方法的共同机制是通过产生强氧化性自由基来降解有机废水中的难降解物质。

1. 光催化氧化技术

光催化氧化技术利用紫外光激发催化剂表面的光生电子和空穴，生成氧化性自由基，从而降解废水中的有机物。常用的催化剂包括二氧化钛、氧化锌等。

2. 高级氧化过程

高级氧化过程利用一氧化氮、臭氧等强氧化剂氧化废水中的有机物。这些氧化剂具有极强的氧化能力，能够有效降解难降解有机物。

3. 非热等离子体技术 非热等离子体技术利用高能离子、自由基和激活分子氧等活性物种，对污水进行快速氧化和降解。这种技术具有高效、无需添加化学药剂等优点。

二、高级氧化技术在污水处理中的应用场景

高级氧化技术在污水处理中有广泛的应用场景，主要包括以下几个方面：

1. 高浓度有机废水处理

传统的生物处理方法对于高浓度有机废水往往效果不佳，难以彻底降解有机物。而高级氧化技术具有强氧化能力，可以高效降解高浓度有机废水，提高处理效率。

2. 难降解废水处理

一些工业废水中含有难降解有机物，传统的处理方法难以完全去除。高级氧化技术可以通过生成氧化性自由基，有效降解废水中的难降解有机物，极大地提高了废水处理效果。

3. 残留药物和毒性物质去除

污水中常常含有一些残留的药物和毒性物质，对环境和生态造成潜在风险。高级氧化技术可以对这些化合物进行高效降解，降低其对环境的潜在危害。

4. 水体净化和水源保护 高级氧化技术可以用于水体净化和水源保护中，通过氧化降解水中有机污染物，提高水质。这对于提供清洁的水源和保护水资源具有重要意义。