氧化技術方法，你知道幾種？

氧（yǎng）化技（jì）術又（yòu）稱深度氧化技術，其基礎在於運用電、光輻照、催化劑，有（yǒu）時還與氧化劑結合，在反應（yīng）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、斷鍵等（děng），使水體（tǐ）中的大分子難降解有（yǒu）機（jī）物氧化降解成低毒或（huò）無毒的小分子物質，甚至直接降解成為CO2和H2O，接（jiē）近（jìn）完全礦化（huà）目前的氧化技術主要包括化學氧化法、電化學氧化法（fǎ）、濕式氧化法、超臨（lín）界水氧化法和光（guāng）催（cuī）化氧化法等。

化學氧化（huà）技術常用（yòng）於生物處理的前處理。一般是在催化劑作用下，用化（huà）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（wù）使之穩定化。

1.1 Fenton 試（shì）劑氧化法（fǎ）

該技術（shù）起源於19世紀90年代中期，由法（fǎ）國科學家H. J. Fenton提出，在酸性條件下，H2O2在Fe2+離子的催化（huà）作用下可有效（xiào）的（de）將酒石酸（suān）氧化（huà）[2]，並應用於蘋果酸（suān）的氧化。長期以來，人們默認的Fenton主要原理是（shì）利用亞鐵離子（zǐ）作為過氧化氫的催化劑，反應產生羥基（jī）自由基式為:Fe2++ H2O2 ——Fe3++OH-+•OH， 且反應大都在酸性條件下進行。

在化學氧化法（fǎ）中，Fenton法在處理一些難降解有機物(如苯酚（fēn）類（lèi）、苯胺類)方麵（miàn）顯示出一定的優越性。隨（suí）著人（rén）們對Fenton法研究的深入，近年來又把紫（zǐ）外光(UV)、草酸鹽等引入Fenton法中，使Fenton法的氧化（huà）能力大（dà）大增強。

鬱誌勇[3]等（děng）用UV + Fenton法對氯酚混合液進行了處理，在1h內（nèi）TOC去除率達到83.2%。Fenton法氧化能力強、反應條件溫和、設備也較為簡單，適用範圍比較廣，但存在處理費用高、工藝條件（jiàn）複雜、過程不易（yì）控製等缺點，使得該法尚難被推廣應用。

1.2 臭氧氧化法

臭氧氧化體係具有較高（gāo）的氧化還原電位，能夠氧（yǎng）化廢水中的大部分有機汙（wū）染（rǎn）物，被廣泛應用於（yú）工業（yè）廢水處理中。臭氧能氧（yǎng）化（huà）水中許（xǔ）多有機物，但臭氧與有機物的反（fǎn）應是有選擇性的，而（ér）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物。且（qiě）臭氧的化學性質極不穩定，尤其在非純（chún）水中， 氧化分（fèn）解速率以（yǐ）分鍾計[5]。在廢水處理中，臭氧氧化通常不（bú）作為一個單獨的處理單元，通常（cháng）會加（jiā）入一些強化手段，如光催化臭氧（yǎng）化、堿催化臭氧化和多相催化臭（chòu）氧化等。此外（wài），臭氧氧化與（yǔ）其他技術聯用（yòng）也是研究的（de）重點， 如臭氧/超聲波法[6]、臭氧/生物活性炭吸附法[7]等。

有文獻報道: 將臭氧氧化與活性炭吸附相結合可使廢水（shuǐ）中的芳烴質量濃度降到0.002μg/L[8]。用臭氧氧（yǎng）化法去除工業循環水中的表麵活性劑可有效（xiào）增加城市汙水處（chù）理（lǐ）場的淨化度、提高排水的水質，於秀娟等人[9]利用（yòng）臭（chòu）氧—生物活（huó）性（xìng）炭工（gōng）藝去除水中的有機微汙染物也取得了較好的效果。由（yóu）於臭氧在（zài）水中的溶解度較低，如何更有（yǒu）效地把臭氧溶於（yú）水中已成為該技術研究的熱點。

該技術起源於20世紀40年代， 有應用範圍廣、降解效率高、能量要求簡單、利於實（shí）現自動化操作，應用方式靈活（huó）多樣等優點。電化學催化氧（yǎng）化法既可用於難降解廢水的前處理措施來提高可生物降解性能，又可以（yǐ）作為難降解酚類廢水的深度（dù）處理技術，在優化的pH值、溫度和電流強度條件下，苯酚可以得（dé）到幾乎完全的分解。

針對高濃度、難降解、有毒（dú）有害的含酚廢水，傳統生（shēng）物法和物化法已（yǐ）經失去了其優勢，化學氧化法又因（yīn）其昂貴的費用阻（zǔ）礙了其推廣（guǎng）應用，電化學（xué）催化氧化法越來越受到人們（men）的青（qīng）睞，但其自身也存在一些問題，如電耗，電極（jí）材料多為貴金屬，成本較高及存在（zài）陽極腐蝕，指導其推廣應（yīng）用的微觀（guān）動（dòng）力學和熱力學研究尚不（bú）完善等。

濕式氧化，又稱濕式燃燒，是處理高濃度有機（jī）廢水的一種行之有效的方法（fǎ），其基（jī）本原理是在高溫高壓的條件下通入空（kōng）氣，使廢水中的有機汙染物（wù）被氧化，按處理過程有無催化劑可將其分（fèn）為濕式（shì）空氣氧（yǎng）化和濕式空氣催化氧化兩類。

3.1 濕式空氣氧化（huà）法

最早（zǎo）研製開發濕（shī）式空氣氧化(Wet Air Oxidation， 簡稱WAO)法並實（shí）現工業化的是美國的Zimpro公司（sī），該公司已將WAO工藝應用於烯烴生產廢（fèi）洗滌（dí）液、丙烯腈生產廢水（shuǐ）及農藥生產廢水等有毒有害工業廢水（shuǐ）的處理。WAO技術是在高溫(125～320℃)高（gāo）壓(0.5～20MPa)條件下（xià）通入空氣，使廢水中的高分子（zǐ）有機物直接氧化降解為無機物或小分子有機物。

使用濕式空氣氧化技術對樂果生產廢水進行預處理（lǐ），有機磷的去除率高達95%，有機硫的去除率高達90%。Zimpro公（gōng）司的WAO工藝處理效率高、反應（yīng）時（shí）間短，但由於該技術（shù）要求高溫高壓，所需設備投資較大，運（yùn）轉條件苛刻，難於被一（yī）般企（qǐ）業接受，因（yīn）而配合使用催化（huà）劑從而降低反應溫度和壓力或縮短反應停留時間的濕式空（kōng）氣催化氧化法近（jìn）年來更是受到廣泛的重視與研究。

3.2 濕式（shì）空氣催化氧化法

濕式空氣催化氧化（huà）(Catalytic Wet Air Oxidation，簡稱CWAO) 法是在（zài）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（yīng）能在更溫和的條件下和更短的時間內完成。從（cóng）而可降低反應的（de）溫（wēn）度（dù）和壓力（lì），提高（gāo）氧（yǎng）化分解能力，加快（kuài）反應速率，縮短停留時間，也因此可減輕設備腐蝕（shí）、降低運行費用。濕式空氣催化氧化（huà）法的關鍵問題（tí）是高活性（xìng）易回收（shōu）的催化劑。CWAO的催（cuī）化劑一般分為金屬鹽、氧化物和複合氧化物3類，按催化劑（jì）在體係中存在的（de）形式，又可（kě）將濕式空氣催化氧（yǎng）化法分為均相濕式催化氧化法和非均相濕式催化氧化法。

(1)均相（xiàng）濕式催化氧化化法。在均相濕式催化氧化法中，由於催化劑(多為金屬離子) 是可溶性（xìng）的過渡（dù）金屬鹽類，這些鹽類以離子形式（shì）存在於廢水中，在（zài）離子或分（fèn）子的水平上通過引發氧化劑的自由基反應並不斷地再生（shēng）而對水中有機物的氧化反應起催化作用。在均相濕式催（cuī）化氧（yǎng）化法中由於催化劑在分子或離子水平上獨立起作用，因而（ér）分子活性高，使得氧化效果較好。但由於均相濕式催化氧化法中的催（cuī）化（huà）劑是（shì）以離子形式存在，較難從廢水中回（huí）收和再利（lì）用，且易造成（chéng）二（èr）次汙染（rǎn）。

(2)非均相（xiàng）濕式催化氧化法。非均相濕式催化氧化是向反應體係中加入不溶性的固體催化劑，其催化作用是在（zài）催化劑表麵進行，催化劑的比表麵積（jī）的大小對（duì）有機物的（de）降解速率（lǜ）影響很（hěn）大。由於固體催化劑的組成（chéng）種類及廢水性質的不同，濕式催化氧化的效果也不同。在（zài）多相濕式（shì）催化氧化法中，由於固體催化劑不溶解，不流失，活化再（zài）生及回收都（dōu）較容易，因此其（qí）應用前景十分（fèn）廣闊。

超臨界水氧化技術是濕（shī）式空氣氧化技術的強化和改（gǎi）進，是由美國MODAR公司於1982年開發成功的，其原理是利用超（chāo）臨界水作為介質來氧（yǎng）化分解有機（jī）物。它同樣是以（yǐ）水為液相主體，以空氣中的氧為（wéi）氧化（huà）劑，於高溫高壓下反應（yīng）。但其改進（jìn）與提高之處就在於利用水在超臨界狀態下的（de）性質，水（shuǐ）的介（jiè）電常數（shù）減少至近似於有機物與氣體，從而使氣體和有機物能完全溶（róng）於水中，相界（jiè）麵（miàn）消（xiāo）失，形成均相氧化體（tǐ）係（xì），消除了在濕式氧化過程中存在的相際傳質阻力（lì），提高了反應速率，又由於在均（jun1）相體係中氧化（huà）態自由（yóu）基的獨立活（huó）性更高，氧化程度也隨之提高。超（chāo）臨界水是有機物和氧的良（liáng）好溶（róng）劑，有機物在富氧超臨界水中（zhōng）進行均相氧化（huà），其反應速度很快，在400～600℃下，幾秒鍾就（jiù）能將有機物的結構（gòu）破壞，反（fǎn）應完全、徹底，使有機碳、氫完全（quán）轉化為（wéi）CO2和H2O [11]。超臨界水氧化技術由（yóu）於其反應迅速、氧化徹底而越來越受（shòu）到人們的關注，如何通過催化劑來降（jiàng）低反應的溫（wēn）度和壓力（lì）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（huà）劑大多是應用於濕式催化氧化工藝的（de）催化劑，尋找對超臨界水氧化技術具有廣（guǎng）譜催化性能的催化劑是該技術推廣中的（de）一個難點。

光催化氧化技術是在光化學氧化技術的基（jī）礎（chǔ）上發展起來的。光化學氧化技術是在可見光或紫外光作用下使有機汙染物氧（yǎng）化降解的（de）反（fǎn）應過（guò）程。自然環境中的部分（fèn）近紫外光(290～400nm )極易被（bèi）有（yǒu）機汙染物吸收，在有活性物質存在時即發生強烈的光化學反應，從而使有機物降解（jiě）。但由於反應（yīng）條件所限，光化學氧化（huà）降解往往不夠徹底，易產生多種芳香（xiāng）族有機中間體，成（chéng）為（wéi）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（huà）降（jiàng）解（jiě）聯苯和氯（lǜ）代聯（lián）苯以來，光催化氧化技術（shù）的研究熱點（diǎn）就轉化到了以TiO2為催化劑的光（guāng）催化氧化降解有機汙染物這一方向上來。

由於光催化氧化技（jì）術設備結構簡單、反應條件溫和（hé）、操（cāo）作條件容易（yì）控製、氧化能力強、無二次汙染，加之TiO2化學穩定（dìng）性高、無毒、價廉，故TiO2光催化氧化技術是一（yī）項（xiàng）具有廣泛應用前景的新型水處理技（jì）術。

聲化學的發展使人們越來越關注其在水及廢水（shuǐ）處理中（zhōng）的應用。超聲波（bō）氧化(ultrasonic oxidation) 的動力來（lái）源是聲空化，當足夠強度的（de）超聲波(15 kHz —20 MHz) 通過水溶液，在聲波負壓（yā）半周期，聲壓幅值超過液體內部靜壓，液體中的空化核迅速膨脹;在聲波正壓半周期（qī），氣泡又因絕（jué）熱（rè）壓縮而破裂，持續時間約0.1μs。破裂瞬間（jiān）產生約5000 K和100 MPa的局部高溫高壓環境（jìng），並產生速率為（wéi）110 m/s 的強衝擊微射流。

超聲波氧化采用的設備是磁電式或壓（yā）電式超聲波（bō）換能器，通（tōng）過電磁（cí）換能產生超聲波。實驗室內使用較多的是輻射板式超聲波儀、探頭式以及NAP反應器等。超（chāo）聲波氧化反應條件溫和，通常在常溫下進（jìn）行（háng），對設備（bèi）要求低（dī），是應（yīng）用前景廣闊的無公害綠色化處理技術。