高級氧化處理（lǐ）技術在工業廢水預處理中的應（yīng）用與發展

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高級氧化處理技術，作為（wéi）物化處理技術中的佼佼者，憑借（jiè）其高效的處理（lǐ）能力和對有毒汙染（rǎn）物深（shēn）度破壞的特性，已在有毒難降解工業廢水的預處理工藝中占據一席（xí）之地，成為水處理技術研究的新（xīn）熱點。該（gāi）技術家族包括化學氧化法、電化學氧化法、濕式氧化法、超臨界水氧化法和光催化氧化法等。

一、化學氧化技術

化學氧化技（jì）術常作為生物處理的前置步驟，主要通過化（huà）學氧化劑在催化劑的作用下處理有機（jī）廢（fèi）水，提高廢水的可生化性（xìng）或直（zhí）接氧化降解（jiě）有機物至穩定狀態。

芬頓氧（yǎng）化法（fǎ）
- 源於19世紀90年代（dài）中期（qī），由H.J.Fenton提出，利用Fe²⁺催化H₂O₂產生羥基自由基進行氧化。
- 近年來，通過引入UV、草酸鹽等強化手段，芬頓法（fǎ）的（de）氧化能力（lì）得到顯著提升。
類芬頓氧化法
- 利用除Fe(Ⅱ)外的其他催化劑（jì）（如Fe(Ⅲ)、Mn²⁺等（děng））代替或加速Fe(Ⅱ)催（cuī）化H₂O₂產生羥基自由基。
- 通過改變催化劑類型或（huò）添加絡合劑（jì）等方式，提高氧化效率。
臭氧氧化法
- 利（lì）用臭氧的高氧化還原電位氧化廢（fèi）水中的有機物，但通常需與其他技術聯用以達到最（zuì）佳效果（guǒ）。

二、電化學催化氧化法

電化學催化氧化法憑借其廣泛（fàn）的應用範圍（wéi）、高降解效率和（hé）操（cāo）作簡便性（xìng），在處理難降（jiàng）解廢水方麵展現出巨（jù）大潛力。尤其是在高濃度、難降解、有毒有害的含酚廢（fèi）水中（zhōng），其作為深度（dù）處理技術的（de）效果尤為顯著。

三、濕式氧化技術

濕式氧化技術通過高溫高壓條件（jiàn）下通入空氣氧化廢水中的（de）有機物，分為濕式空氣氧化和濕式空氣催化氧化兩類。

1.濕式空氣催化氧（yǎng）化法

濕式（shì）空氣催化氧化（CWAO）法是對傳統濕式氧化技（jì）術的革新，其核心在於添加適宜的催化劑，使得氧化（huà）反應（yīng）在更為（wéi）溫和的條件下快速進行。這種方法通過降低反（fǎn）應（yīng）溫度和壓力（lì），不僅提高了（le）氧化分解的效率，還加速了反應速率（lǜ），減少（shǎo）了反應停留（liú）時間，從而減輕了設備腐蝕並降低了運行成本。

CWAO法的關鍵在於（yú）選擇高活性且易於回收的催化劑。催化劑通常分為金屬（shǔ）鹽（yán）、氧化物和複合氧化物三類，而根據催化劑在反應體係中的存在形式，又可進一（yī）步細分為均相濕式催化氧化法和（hé）非均相濕式催化氧化法。

在均相濕式催化氧化法中，催化（huà）劑（jì）多為可溶性的過渡金屬鹽類，它們以離子（zǐ）形式存在於廢水（shuǐ）中，通過引發氧（yǎng）化劑的（de）自由基反應並持續再（zài）生，對水中有（yǒu）機物的氧（yǎng）化起催化作用。由於催化劑在分子或離子水（shuǐ）平上（shàng）獨立作用，其分子活性高，氧化（huà）效果好。然而，催化劑難以從廢水中回收和再利用（yòng），易造成二次汙染。

非均相濕式催化氧化法則采用不溶性的固體（tǐ）催化劑，催化（huà）作用發生在催化劑表麵。催化劑的比表麵積（jī）對（duì）有機物的降解速率有顯著影響。由於固體催化（huà）劑不溶解、不流失，且易（yì）於活化、再生和回收，因此非均相濕式催（cuī）化氧化法具有廣（guǎng）闊的應用前景。

四、超臨界水（shuǐ）氧（yǎng）化（huà）技術

超臨（lín）界水氧化技術是對濕式氧化技術的進一步強化和改進，由美（měi）國MODAR公司於1982年成功開發（fā）。該技術利用超臨界水作為介質來氧（yǎng）化分解（jiě）有機物。在超臨界狀態下，水（shuǐ）的介電常數顯著降低，使得氣體和有機物能完全溶於水中，形成均相氧化體係，從而消除了相際傳質阻力，提高了反應速率和氧（yǎng）化程度。

超臨界水氧化（huà）技術反應（yīng）迅速、氧化徹底，能夠將有（yǒu）機碳（tàn）和氫完全轉化為CO2和H2O。然而（ér），如何通過（guò）催化（huà）劑降低反應溫度（dù）和（hé）壓力或縮短反應（yīng）停留時間是該領域的（de）研究熱點。目前常用的催（cuī）化劑多適用於濕式催化氧（yǎng）化工藝，尋找對超臨（lín）界水氧化技術具有廣譜催化性能的催化劑是該技術推廣的（de）難點。

五、光催化氧化技（jì）術

光催化氧化技術是在光化學氧化技術基礎上發展起來的。它利用光激發催化劑產生電子-空穴對，進而引發一係（xì）列氧化（huà）還原反應，使有（yǒu）機汙染物降解。TiO2作為最常用（yòng）的光催化劑，因其化學穩定性高、無毒、價廉而備受關注（zhù）。光催化氧化（huà）技術具有設備結（jié）構簡單、反（fǎn）應條件溫和、操作易控、氧化能力強且無二次汙染等優（yōu）點，是一項具有廣泛應用前景的新型（xíng）水處理技術。

六、超聲波氧化法

超聲波氧化技術利用超（chāo）聲（shēng）波產生的空（kōng）化效（xiào）應，在液（yè）體中（zhōng）形成局部高溫高壓環境，並產生強衝擊微射流，從（cóng）而（ér）引發強烈的物理化學反應，使有機汙染物降解。超聲波氧（yǎng）化法通常在常溫（wēn）下進行，對設備要求低（dī），是一種綠色、無汙染的廢水處理技術。超聲波氧化技（jì）術的設備主要包（bāo）括（kuò）磁電式或壓電式超（chāo）聲波換能器，如輻射板式（shì）超聲波儀、探頭式以及NAP反應器（qì）等。

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