什麽是高級氧化技術（shù）？

高級氧化技術（shù）又（yòu）稱深度氧化技術，其基礎在於運用電、光輻照、催化劑，有時還與氧化劑結合，在（zài）反（fǎn）應中（zhōng）產生活性極強的自由基(如HO)，再通（tōng）過（guò）自由基與有機化合物之間的加合、取代、電子（zǐ）轉移、斷鍵等，使水體中的大分子難降（jiàng）解有機物氧化降解成低毒或無毒的（de）小分子物質（zhì），甚（shèn）至直接降解成為（wéi）CO2和H2O，接近（jìn）完全礦化目前的高級氧（yǎng）化技術（shù）主要包括化學氧化法、電化學氧化（huà）法、濕式氧化法、超臨界水氧化法和光催化氧化法等。
1、化學氧化技術
化學氧化技術常用於生物處理（lǐ）的前處理。一般（bān）是在催化（huà）劑作用下（xià），用化學氧化劑去處理（lǐ）有機（jī）廢水以提高其可生化性，或直接氧化降解廢水中有機物使之穩定化。
1.1 Fenton 試劑氧化法
該技術（shù）起源於19世紀90年代中期，由（yóu）法國科學家H. J. Fenton提出，在酸（suān）性（xìng）條件下，H2O2在Fe2+離子的催化作用下可有效將酒石酸氧化，並應用於蘋果酸的氧化。長期以來，人們默認的Fenton主要原理是利用（yòng）亞鐵離子作為過氧化氫的催化劑，反應產生（shēng）羥基自由基式為:Fe2++ H2O2 ——Fe3++OH-+？OH， 且反應大都在（zài）酸性條件下進行。
在化學氧化法中，Fenton法在處理一些難降解有機物(如苯酚類、苯（běn）胺類)方麵顯示出一定的優越性。隨著人們對Fenton法（fǎ）研究的深入，近年來（lái）又把紫外光（guāng）(UV)、草酸鹽等引入Fenton法中（zhōng），使Fenton法的氧化能力大大增強（qiáng）。
用UV + Fenton法對氯酚混合液進行了處理，在1h內TOC去除率達（dá）到83.2%。Fenton法氧化能力強、反應條件溫和、設備也較為簡單，適用範圍比（bǐ）較（jiào）廣，但存（cún）在處理費用高、工藝條（tiáo）件複雜、過程不易（yì）控製等缺點，使得該法尚難被推廣應（yīng）用。
1.2 臭氧氧化法（fǎ）
臭（chòu）氧氧化體係具有較高的氧化還原（yuán）電位（wèi），能夠（gòu）氧化廢水中的大部分有機汙染物，被廣泛應用（yòng）於工業廢水處理中。臭氧能氧化水中許（xǔ）多有機物，但臭氧與有機物的反應是有選擇（zé）性（xìng）的，而且不能將有機物徹底分解為CO2和H2O，臭氧氧化後的產物往往為羧酸類有機（jī）物。且臭氧的化學性（xìng）質極不穩定，尤其在非純水中， 氧化（huà）分解速率以分鍾（zhōng）計。在（zài）廢水處（chù）理中，臭氧氧化通常不作（zuò）為一個單獨的處理單元，通常會加入一些（xiē）強化手段，如光催化臭氧化、堿催化臭（chòu）氧化和多相催化臭氧化等。此外，臭氧氧化與其他技術聯用也是研（yán）究的重點， 如臭氧/超聲波法、臭氧（yǎng）/生物活性炭吸附法等。
有文獻報道: 將臭氧氧化與活（huó）性炭吸附相結合可使廢水中（zhōng）的芳烴（tīng）質量濃度降到0.002μg/L。用（yòng）臭氧氧（yǎng）化法去除工業循環水中的表麵活性（xìng）劑可有效增加城（chéng）市（shì）汙水處理場的淨化度、提高排（pái）水的水質（zhì），於秀娟（juān）等（děng）人利用臭氧—生物活性炭工藝去除水中的（de）有機微汙染物也取（qǔ）得了較好的（de）效果。由於臭氧在水（shuǐ）中的溶解度較低，如何更有效地把臭氧（yǎng）溶於水中已成為該技術研究的（de）熱點。
2、電化學（xué）催化氧化法
該技術起源於20世紀40年代， 有應用範圍廣、降解效率高、能量要求（qiú）簡單、利於（yú）實現自動化操作，應用（yòng）方（fāng）式靈（líng）活多樣等優點。電化學催化氧化法既可用於難降解廢水的前處理措（cuò）施來提高可生物降解性能，又可以作為難降解酚類廢水的深度處理（lǐ）技術，在（zài）優化的pH值（zhí）、溫度和電流強度條件下，苯酚可以得到幾乎完全的分解。
針對高濃度、難降（jiàng）解、有毒（dú）有害的含酚廢水，傳統生物法和物化法已經失去了其優勢，化學氧化法又因其昂貴的（de）費（fèi）用阻礙了其推廣應用（yòng），電化學催化氧化法越來（lái）越受到人們的（de）青睞，但其自身也存在一些問題，如電耗，電極材料多為貴金屬，成本較高及存在陽極腐蝕，指導其推廣應用的微觀動力學和熱力學研究尚不完善等。
3、濕式氧化（huà）技術
濕式氧化，又稱濕式燃燒，是處理高濃度有機廢水（shuǐ）的一種（zhǒng）行之有效的（de）方法，其基本原理是在高溫高壓的條件下通入（rù）空（kōng）氣，使廢水（shuǐ）中（zhōng）的有機汙染物被氧化，按處理過程有無催化（huà）劑可將其分為濕式空氣氧化和濕式空氣催化氧化兩（liǎng）類（lèi）。
3.1 濕式空氣氧化法
WAO技術是在高（gāo）溫(125～320℃)高（gāo）壓(0.5～20MPa)條件下通入空氣，使廢水中（zhōng）的高分子有機物直接氧化（huà）降（jiàng）解為無機物或小分子有機物。
使（shǐ）用濕式空氣氧（yǎng）化技術（shù）對樂果生產廢水（shuǐ）進行預處理，有機磷的去除率高達95%，有機硫的（de）去除率高達90%。處理效率（lǜ）高、反應時間短（duǎn），但由於該技術要求高溫高壓，所需設備（bèi）投資較大，運轉條件苛刻，難於被一般企業接受，因而配合（hé）使用催化劑從而降低反應（yīng）溫度和壓力（lì）或縮短反應停留時間的濕式（shì）空氣催化氧化法近年來更是受到廣泛的重視與研究。
3.2 濕（shī）式空氣催化（huà）氧化法
濕式空氣催化（huà）氧化(Catalytic Wet Air Oxidation，簡稱CWAO) 法是在傳統（tǒng）的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑使氧化反應能在更溫和的條件下和更短（duǎn）的時間內完成。從而可降低反應（yīng）的（de）溫度（dù）和壓力，提高氧化分解能力，加快反應（yīng）速（sù）率，縮短停留（liú）時間，也因此可減輕設備腐蝕、降低運行費（fèi）用。濕式空氣催化氧化法的關鍵問題是高活性易回收的催化劑。CWAO的催化劑一般分為金屬鹽、氧化物和複合氧（yǎng）化物3類，按催化（huà）劑在（zài）體係中存在的形（xíng）式（shì），又可將濕式空氣催化氧化法（fǎ）分為均相濕式催化氧化法和非均相濕（shī）式催化氧化法。
(1)均相濕式催化氧化化法。在均相（xiàng）濕式催化氧化（huà）法中，由於催化劑(多為金屬離子) 是可溶性（xìng）的過渡金屬鹽類，這些鹽類以離子形式存在於廢水（shuǐ）中，在離子或分子的水平（píng）上（shàng）通過引發氧化（huà）劑的自（zì）由基反應並不斷地再生而對水中有機物的氧化反應（yīng）起催化作用。在均相濕（shī）式（shì）催化氧化法中由於催化（huà）劑在分子或離子水平上獨立起作用，因而分子活性高，使得氧化效果（guǒ）較好。但由於均相濕式催化氧化法中的催（cuī）化劑是以離子形式存在，較難從廢水中回收和再利用，且易（yì）造成二次汙染。
(2)非均相濕式（shì）催化氧化法。非均相濕式催化氧化是向反應體係中加入不溶性（xìng）的固體催化劑，其催化作用是在催化劑表麵進行，催化劑的比表麵積的大小對有機物的降解速率（lǜ）影響很大。由於固體（tǐ）催化劑的組成種類及廢水性質的不同，濕式催化氧化的效果也不同。在多相濕式催化氧化法中，由於固體催化劑（jì）不溶解，不流失，活化再生及回收都較容易，因此其應用前景十分廣闊。
4、超臨界水（shuǐ）氧化技術
超臨界水氧化技術是濕式空氣氧化技術（shù）的強化和（hé）改進，其原理是（shì）利用超臨界水作為介質來氧化分（fèn）解有機物。它同樣（yàng）是以水為（wéi）液相（xiàng）主體，以空氣中的氧為氧化劑，於高溫高壓下反應。
但其（qí）改進與提高之處就在於利用水在超臨界狀態（tài）下的性（xìng）質，水的介電（diàn）常數減（jiǎn）少至近（jìn）似（sì）於有機物與氣體，從而使氣體和有機物能完（wán）全溶於水中，相界麵消失，形成均相氧化（huà）體係（xì），消（xiāo）除（chú）了在濕式氧化過（guò）程中存在的相際（jì）傳質阻力，提高了反應速率（lǜ），又由於在均相體係中氧化態自（zì）由（yóu）基的獨立活性更高，氧化程度也隨之提（tí）高。超臨界水（shuǐ）是有機物和氧的良好溶劑，有機物在富氧超臨界水中進（jìn）行均（jun1）相氧化，其反應速度很快，在400～600℃下，幾秒鍾就能將有機物（wù）的結構破壞，反應完全、徹底，使有機（jī）碳、氫完全轉化（huà）為CO2和（hé）H2O。
超臨界水（shuǐ）氧化技術由於其反應迅速、氧化徹底而越來越（yuè）受到人們的關注，如何通過催化劑來降（jiàng）低反應的溫度和壓力或縮短反應停留時間是本領域的一個研究熱點。目前常用的催化劑大多是（shì）應用於濕式催化氧化工藝的（de）催化劑（jì），尋找對（duì）超臨界水氧化技術具有廣譜催化性（xìng）能的催化劑是該技術推廣中的一個難點。
5、光催化氧化技術
光催化氧化（huà）技術是在光化學氧化技術的基礎上發展（zhǎn）起來的。光化學氧化技術（shù）是（shì）在可（kě）見光或（huò）紫（zǐ）外光作用下使有機汙染物氧化降（jiàng）解的反（fǎn）應過程。自然環境中的（de）部分近紫外（wài）光(290～400nm )極易被（bèi）有機汙染物吸收，在有活性物質存在時即（jí）發生強烈的光化（huà）學反（fǎn）應，從而使（shǐ）有機物降解。但由於反應條件所限（xiàn），光化學氧化降解往往不（bú）夠徹底，易產生多種芳香族有機中間（jiān）體，成為光化學氧化需要克服的問題。
自1976 年Carey 等首先采用TiO2光催化降解聯苯和氯代聯苯以來，光催化氧化技術的研究（jiū）熱點就轉化到了以TiO2為催化劑的光催化氧化（huà）降解有（yǒu）機汙染物這一方向（xiàng）上來。
由於光催化（huà）氧化技術設備結構簡單（dān）、反應條件溫和、操作條件容易控（kòng）製、氧化能力強、無二次汙染，加之TiO2化學穩定性高、無毒、價廉，故（gù）TiO2光催化氧（yǎng）化技術是一項具有廣泛（fàn）應用前景的（de）新型水（shuǐ）處理技術。
6、超聲波氧化法
聲化學的發展使人們越來越關注其在水及廢（fèi）水處理中的應用。超聲波氧化(ultrasonic oxidation) 的動力來源是聲空化（huà），當足（zú）夠強度的超聲（shēng）波（bō）(15 kHz —20 MHz) 通過水溶（róng）液，在（zài）聲波（bō）負壓半周期，聲壓幅值超過（guò）液（yè）體內部靜壓，液（yè）體中的空化核（hé）迅速膨脹;在聲波正壓半周期，氣泡（pào）又因絕熱壓縮而破裂，持續時間約0.1μs。破裂瞬間產生約5000 K和100 MPa的局部高（gāo）溫高壓環境，並產生速率（lǜ）為110 m/s 的強衝擊微射流。
超聲波氧化采用的設備（bèi）是磁電式（shì）或壓電式超聲波換能（néng）器，通過電磁換能產（chǎn）生超聲波。實驗室內使用較（jiào）多的是輻射板式超（chāo）聲波儀、探頭式以及NAP反應器等。超聲波氧化反應條件溫和（hé），通常在常溫下進行，對（duì）設備要求低，是應用前景廣闊的無公害綠色化處理技術。