AOPs 科普！六种主流的高级氧化技术！

引导阅读

高级氧化工艺(AOPS)是一种处理有毒污染物的技术，形成于20世纪80年代。其特征在于通过反应产生羟基自由基(oh ),羟基自由基具有强氧化性，可通过自由基反应有效分解有机污染物，甚至完全转化为无害的无机物，如二氧化碳和水。氧化工艺具有氧化性强、操作条件易于控制的优点，因此受到了世界各国的关注，并陆续在这一方向开展了研发工作。氧化技术主要分为芬顿氧化、光催化氧化、臭氧氧化、超声波氧化、湿式氧化和超临界水氧化。

六种高级氧化技术

1.芬顿氧化法

由过氧化氢和催化剂Fe2+组成的氧化技术体系称为芬顿试剂。是100多年前H.J.H.Fenton发明的化学氧化水处理技术，不需要高温高压，工艺简单。最近的研究表明，芬顿的氧化机理是由于过氧化氢在酸性条件下催化分解产生高活性的羟基自由基。在Fe2+催化剂的作用下，H2O2可以产生两种活性羟基自由基，从而引发和传播自由基链式反应，加速有机物和还原性物质的氧化。一般课程是:

芬顿氧化通常在pH 2~5下进行。这种方法的优点是过氧化氢的分解速度快，所以氧化速度也高。但是，这种方法也有很多问题。由于系统中Fe2+浓度高，处理后的水可能会有颜色。Fe2+与过氧化氢的反应降低了过氧化氢的利用率及其pH极限，从而在一定程度上影响了该方法的推广应用。

2.臭氧氧化法

臭氧是一种优良的强氧化剂，在污水消毒、除色、除臭、去除有机物和COD方面有很好的效果。臭氧氧化因其有机物降解快、条件温和、无二次污染而被广泛应用于水处理中。臭氧处理污水的主要表现是臭氧的直接氧化，以及通过形成的羟基自由基进行自由基氧化。

3.超声波氧化法

超声氧化法是利用频率范围为16kHz-1MHz的超声波对溶液进行辐射，使溶液产生超声波空，在溶液中形成局部高温高压，与H2O2形成超临界水，快速降解有机污染物。超声波氧化是一种极具发展潜力和应用前景的清洁水处理技术，它综合了自由基氧化、焚烧和超临界水氧化等多种水处理技术的特点，降解条件温和、效率高、适用范围广、无二次污染。

单独超声波氧化可以去除水中的部分有机污染物，但处理成本高，对亲水性和非挥发性有机物的处理效果差，TOC去除不完全。因此常与其他氧化技术结合，以降低处理成本，提高处理效果。

4.光催化氧化法

光催化氧化是在光的激发和催化剂的催化下，氧化剂产生的OH对有机物的氧化分解。与传统处理方法相比，如吸附法、混凝法、活性污泥法、物理法、化学法等。光催化氧化降解水中有机污染物具有能耗低、操作简单、反应条件温和、减少二次污染等突出优点，越来越受到人们的重视。大量实验证明二氧化钛的光催化反应具有很强的处理工业废水的能力。

早期的光催化氧化法采用二氧化钛粉末作为催化剂，存在催化剂易流失、回收困难、成本高等缺点，限制了该技术的实际应用。二氧化钛的固定化已成为光催化研究的焦点，学者们开始研究用二氧化钛薄膜或复合催化薄膜替代二氧化钛粉体。此外，光催化膜反应器与光催化技术和膜分离技术相结合，可以有效拦截悬浮催化剂，为催化剂的分离回收提供了新思路。

5.湿氧化法

湿式氧化法是在高温高压下将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，从而达到去除污染物的目的。湿式氧化法最早由齐默曼于1958年提出，用于造纸黑液。随后，氧化工艺迅速发展，其应用范围从回收有用的化学品和能源扩大到处理有毒有害废物。

6.超临界水氧化法

为了彻底去除一些湿法氧化难以去除的有机物，开发了超临界水氧化法，利用超临界水的良好特性，将废液温度提高到水的临界温度以上，加速反应过程。

在超临界水氧化过程中，由于超临界水是有机物氧的优良溶剂，有机物的氧化可以在富氧均相进行，反应不会受到相转移的限制。同时，较高的反应温度也加快了反应速度。超临界水氧化是一种新兴的废水处理技术。

虽然氧化技术具有适用范围广、反应速度快、处理效率高、无二次污染或污染少、能回收能量和有用物质等优点，但各种氧化技术在实际应用中存在一些问题。在实际应用中，应结合各种氧化方法的技术特点，选择经济有效的处理技术。