什麽是高級（jí）氧化技術？

高級氧化技（jì）術又稱深度（dù）氧化技術，其基礎在於（yú）運用電、光輻照、催化劑，有時還與氧化劑結合，在（zài）反應中產生活性極強的自由基(如HO)，再通過自由基與有機化合物之間的加合、取代（dài）、電子轉移（yí）、斷鍵等，使水體中的大分子難降解有機物氧化降（jiàng）解成低毒或無毒的小分子物質，甚至直接降解（jiě）成為CO2和（hé）H2O，接近完全礦化目前的高級氧化技術（shù）主要包括化學氧化法、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。
1、化學氧化技術
化學氧化技術常用於生物處理的前（qián）處理。一般是在催化劑作用下，用化學氧化劑去處理有機廢水以提高（gāo）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
該技術起源於19世紀90年代中期，由法國科學家H. J. Fenton提出，在酸性條件下，H2O2在Fe2+離子的催化作用（yòng）下可有效將酒石酸（suān）氧化，並應用（yòng）於蘋果酸的氧化。長期以來（lái），人們默認的Fenton主要原理是利用亞鐵離子作為過氧化氫（qīng）的催化劑，反應產（chǎn）生羥（qiǎng）基自由基式為:Fe2++ H2O2 ——Fe3++OH-+？OH， 且反應大都（dōu）在酸性條件下進行。
在化學（xué）氧化法中，Fenton法在處（chù）理一些難降解有機物(如苯酚類、苯胺類)方麵顯示出一定的優越性。隨著人（rén）們對Fenton法研究的深入，近年來又（yòu）把紫（zǐ）外光(UV)、草（cǎo）酸鹽等引入Fenton法中，使Fenton法的氧化能力大大（dà）增強。
用UV + Fenton法對氯酚混合液（yè）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（shì）用範圍（wéi）比較廣，但存（cún）在處理費用高、工藝條（tiáo）件複雜、過程不易控製（zhì）等缺點，使得該法尚（shàng）難被推廣應用。
1.2 臭氧氧化法
臭氧氧化體係具有較高的氧化還原電位，能夠氧化廢水中（zhōng）的大部分有（yǒu）機汙染物，被（bèi）廣泛應用於工業廢水處理中。臭氧能氧（yǎng）化水中許（xǔ）多（duō）有機物，但臭氧與有機物的反應是有選擇性的，而且不能將有機物徹底分解為CO2和H2O，臭（chòu）氧（yǎng）氧化後的產（chǎn）物（wù）往往為羧（suō）酸類有機物。且臭氧的化（huà）學性（xìng）質極不穩定，尤其在非純水中， 氧化分解速率以分鍾計。在廢（fèi）水處理中（zhōng），臭氧氧化通（tōng）常不作為一個單獨的處理單元，通常會加入一些強化手段，如光催化（huà）臭氧化、堿催化臭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（shì）研究的重點， 如臭氧（yǎng）/超聲波法、臭氧/生物活性（xìng）炭（tàn）吸附法等。
有文獻報道: 將（jiāng）臭（chòu）氧（yǎng）氧化與活性炭吸附相（xiàng）結合可使廢水中的（de）芳（fāng）烴質量濃度降到0.002μg/L。用臭氧氧（yǎng）化法去除工業循環水中的表麵活性（xìng）劑可有（yǒu）效增加城市（shì）汙（wū）水處理場的淨化（huà）度、提高排水的水質，於秀娟等人利用臭氧—生物活（huó）性（xìng）炭工藝去除水中的有機微汙染物也取得了較好的效（xiào）果。由於臭氧在水中（zhōng）的溶解度較低，如何更有效地把臭（chòu）氧溶於水中已（yǐ）成為該（gāi）技術研究的熱點。
2、電化學催（cuī）化氧化法
該技術起源於20世紀（jì）40年代， 有應（yīng）用範圍廣、降解效率高、能量要求簡單、利於實現自動化操作，應用方式靈（líng）活（huó）多樣等優點。電化學催化氧（yǎng）化法（fǎ）既可用於難降解廢水（shuǐ）的前（qián）處理措施來提高可生物降（jiàng）解（jiě）性能，又可以（yǐ）作為難降解（jiě）酚類廢水的深度處理技術，在優化的pH值、溫度和電（diàn）流強度條件下，苯酚可以得到幾乎（hū）完全的分解。
針對高濃度、難降解、有毒（dú）有害的（de）含酚廢水，傳統生物法和物化（huà）法已經失去了其優勢（shì），化學氧化法又因其昂貴（guì）的費用阻礙了其推廣應用（yòng），電化學催化（huà）氧（yǎng）化法越來越受到人們的青睞，但其自（zì）身也存在一些問題，如電耗，電極材料多為貴金屬（shǔ），成本較高及存在陽極腐蝕，指導其推廣應用的微觀動力學（xué）和熱力學（xué）研究尚不完善等。
3、濕式氧化技術
濕式（shì）氧化，又稱濕式燃燒，是（shì）處（chù）理高濃度有機（jī）廢水（shuǐ）的一種行之有效的方（fāng）法，其基（jī）本原理是在高溫高（gāo）壓的條件（jiàn）下（xià）通入空氣，使廢水中的有（yǒu）機汙染物（wù）被氧化，按處理過程有無催化劑（jì）可（kě）將其分為（wéi）濕式空氣氧化和濕式空（kōng）氣催化氧化兩類。
3.1 濕式空氣氧化法
WAO技術（shù）是在（zài）高溫（wēn）(125～320℃)高壓(0.5～20MPa)條件（jiàn）下（xià）通入空氣，使廢水中的高分子（zǐ）有（yǒu）機物（wù）直接氧（yǎng）化降解為無（wú）機物或小分子有機物。
使（shǐ）用濕式空氣氧化技（jì）術對樂果生產（chǎn）廢水（shuǐ）進行預處理，有機磷的（de）去除率高達95%，有機（jī）硫的（de）去除率高達（dá）90%。處理效率高（gāo）、反應時（shí）間（jiān）短，但由於該技術要求高（gāo）溫高壓，所需設備投（tóu）資（zī）較大，運轉條件苛刻，難於被一般企（qǐ）業接受，因而配合使用催（cuī）化劑從而降低反應溫度和（hé）壓力或縮短反應停留時間的濕式空氣催化氧（yǎng）化法近年來更是受到廣泛的重視與研究。
3.2 濕式空氣催化氧化法（fǎ）
濕式空氣催化氧化(Catalytic Wet Air Oxidation，簡稱（chēng）CWAO) 法是在傳統的濕式氧化處（chù）理工藝中加入適宜的催化劑使氧（yǎng）化反應能在更溫和的條件（jiàn）下和更短的時間內完成。從而可降（jiàng）低反應的溫度和壓力（lì），提高氧化分解能力，加（jiā）快反應速率，縮（suō）短（duǎn）停留時間（jiān），也因此可減輕設備腐蝕、降低運行費用。濕式空氣催化氧化法的關鍵問題是高活性易回（huí）收的催化劑。CWAO的催（cuī）化劑一般分為金屬鹽、氧化物和複（fù）合氧化物3類，按催（cuī）化（huà）劑在體係中存在的形式（shì），又可將濕式空氣催化氧化法分為（wéi）均相濕式催化氧化法和非均相濕式催化氧化法。
(1)均相濕式催化氧化化法。在（zài）均相濕（shī）式催化氧化法中，由於催化劑(多為金屬離子) 是可（kě）溶（róng）性的過渡金（jīn）屬鹽類，這些鹽類以離子形式存（cún）在於廢水中，在離子或分子的水平上通過引發氧化劑的自由基（jī）反應並不斷地再生（shēng）而對（duì）水中有機物的氧化反應起（qǐ）催化作用。在均（jun1）相濕式催化氧化（huà）法（fǎ）中由於催化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（xiào）果較好（hǎo）。但由於均相濕式（shì）催化氧化法中的催化劑是以離子形式存在，較難從廢水中（zhōng）回收和再利用，且易造成二次汙染。
(2)非（fēi）均（jun1）相濕式催化氧化法。非（fēi）均相濕式催化（huà）氧化是向反應（yīng）體係中加入不溶性的固體催（cuī）化劑，其催化作用是在催化劑表麵進行，催化劑的比表麵（miàn）積的（de）大小對有機物的降解速率影響很大（dà）。由於固體催化劑的組成種類及廢水性（xìng）質的不同，濕式催化氧化的效果也不同。在多相濕（shī）式催化氧化法中，由於固（gù）體催化（huà）劑（jì）不溶解，不流失，活化再生及回收都較（jiào）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（shuǐ）氧化（huà）技術是濕式空氣氧化技術的強化（huà）和改進，其原（yuán）理是利用超臨（lín）界水作為（wéi）介質（zhì）來氧化分解有（yǒu）機物。它同樣是以水（shuǐ）為液相主（zhǔ）體，以空氣中的氧為氧化劑，於高溫高壓（yā）下反應。
但其改進（jìn）與提高之（zhī）處就在於利用水在超臨界狀態下的性質，水的介電常數減少至近似於有機物與氣體，從（cóng）而（ér）使氣體和有機物能完全溶於水中，相界麵消失，形（xíng）成均相氧化體係（xì），消除了在濕式氧化過程（chéng）中存在的相際傳質阻力，提高了反應速率，又由於在均相體係中氧化態自由基的獨立活性（xìng）更高，氧（yǎng）化程度也隨（suí）之提高。超臨界水是（shì）有機物和氧的良好溶劑，有機物在富氧超臨界水中進行均相氧化，其（qí）反應速度（dù）很快，在400～600℃下，幾（jǐ）秒鍾就能將有機物的結構破壞，反應完全、徹底，使有機（jī）碳、氫完全轉化為CO2和H2O。
超（chāo）臨界水氧化技術由於其反應迅速、氧化徹底而越來越受到（dào）人們的關（guān）注，如（rú）何（hé）通過催化劑來降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（gè）研（yán）究熱點。目前常用的催化劑大多是應用於濕式催化氧化工藝的催化劑，尋找對超臨界水氧化技術具有廣譜催（cuī）化性能的催化劑是該技術推廣中的一個（gè）難點。
5、光催化（huà）氧化技術
光催化氧化技術是在光化學氧化技術的基礎上發展起來（lái）的。光化學氧化技術是在可見光（guāng）或紫外光作（zuò）用下使有機汙染物氧化降解的反（fǎn）應過程。自然環境中的部分近紫外光(290～400nm )極易（yì）被有機汙染物吸收，在有活性物質存在（zài）時即發生強烈的光化學反應，從而使有機物降解。但由於反應條件所限，光化學（xué）氧化降解往往不夠徹底（dǐ），易產生多種芳香族有機中間體，成為光化學氧化需（xū）要克服的問題。
自1976 年Carey 等首先采（cǎi）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熱點就轉化（huà）到了以（yǐ）TiO2為催化劑的（de）光催化氧化降（jiàng）解有機汙染物這一方向上（shàng）來。
由於光催化氧化技術設備（bèi）結構簡（jiǎn）單、反應條件溫和、操作條件容易控製、氧化能力強、無二次汙染，加之TiO2化學穩定性高、無毒、價廉（lián），故（gù）TiO2光催化氧（yǎng）化技術是一項具有（yǒu）廣（guǎng）泛應用前景（jǐng）的新型水處理技術。
6、超聲波氧化法
聲化學的發展使人們越（yuè）來越關注（zhù）其在水及廢水處理中的應用（yòng）。超聲波氧化(ultrasonic oxidation) 的動力來源是（shì）聲空化，當足夠強度的超聲波(15 kHz —20 MHz) 通過水溶液，在聲波負壓半（bàn）周期，聲壓幅值超過液體內部靜壓（yā），液體（tǐ）中的空化核迅速膨脹（zhàng）;在聲波正壓（yā）半周期，氣泡又因絕熱壓縮（suō）而破裂，持續時間約0.1μs。破裂瞬（shùn）間產生約5000 K和100 MPa的局部（bù）高溫高壓環境，並產生（shēng）速率為（wéi）110 m/s 的（de）強衝擊微射流。
超聲波（bō）氧化采用的設備是磁（cí）電式或壓（yā）電式超（chāo）聲波換能器，通過電磁換能（néng）產生超聲波。實驗室內使用較（jiào）多的是輻（fú）射板式超聲波儀、探頭式以及NAP反應器等。超聲波（bō）氧化反應條（tiáo）件（jiàn）溫（wēn）和，通常在常溫下進行，對（duì）設備要（yào）求低，是應用前景廣（guǎng）闊的無公害綠色化處理技術。