高級氧化工藝“高級”在何處？未來(lái)發(fā)展方向是什么？

目前廢水處理最常用的生物法對可生化性差、相對分子質(zhì)量從幾千到幾萬(wàn)的物質(zhì)處理較困難，而化學(xué)氧化可將其直接礦化或通過(guò)氧化提高污染物的可生化性，同時(shí)還對環(huán)境類(lèi)激素等微量有害化學(xué)物質(zhì)的處理方面有很大的優(yōu)勢。

然而O3、H2O2和Cl2等氧化劑的氧化能力不強且有選擇性等缺點(diǎn)難以滿(mǎn)足要求。1987年Gaze等人提出了高級氧化法（AdvancedOxidation processible, 簡(jiǎn)稱(chēng)AOPs)，它克服了普通氧化法存在的問(wèn)題，并以其獨特的優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越引起重視。

01 高級氧化工藝“高級”在何處

高級氧化法最顯著(zhù)的特點(diǎn)是以羥基自由基為主要氧化劑與有機物發(fā)生反應，反應中生成的有機自由基可以繼續參加·HO的鏈式反應，或者通過(guò)生成有機過(guò)氧化自由基后，進(jìn)一步發(fā)生氧化分解反應直至降解為最終產(chǎn)物CO2和H2O,從而達到氧化分解有機物的目的。

與其他傳統的水處理方法相比，高級氧化法具有以下特點(diǎn)：

產(chǎn)生大量非常活潑的羥基自由基·HO其氧化能力（2.80v）僅次于氟（2.87），它作為反應的中間產(chǎn)物，可誘發(fā)后面的鏈反應，羥基自由基與不同有機物質(zhì)的反應速率常數相差很小，當水中存在多種污染物時(shí)，不會(huì )出現一種物質(zhì)得到降解而另一種物質(zhì)基本不變的情況；

HO無(wú)法選擇地直接與廢水中的污染物反應將其降解為二氧化碳、水和無(wú)害物，不會(huì )產(chǎn)生二次污染；

普通化學(xué)氧化法由于氧化能力差，反應有選擇性等原因，往往不能直接達到完全去除有機物降低TOC和COD的目的，而高級氧化法則基本不存在這個(gè)問(wèn)題，氧化過(guò)程中的中間產(chǎn)物均可以繼續同羥基自由基反應，直至最后完全被氧化成二氧化碳和水，從而達到了徹底去除TOC、COD的目的。

由于它是一種物理化學(xué)過(guò)程，很容易加以控制，以滿(mǎn)足處理需要，甚至可以降低10-9級的污染物；同普通的化學(xué)氧化法相比，高級氧化法的反應速度很快，一般反應速率常數大于109mol-1Ls-1,能在很短時(shí)間內達到處理要求；既可作為單獨處理，又可與其他處理過(guò)程相匹配，如作為生化處理的預處理，可降低處理成本。

02 高級氧化技術(shù)的發(fā)展方向

高級氧化技術(shù)可將有機污染物礦化成二氧化碳和水，是環(huán)境友好型工藝，但其降解污染物時(shí)處理成本過(guò)高是制約其推廣的“瓶頸”。在我國高級氧化技術(shù)中除少數如芬頓法、臭氧氧化技術(shù)等已在實(shí)際水處理中有所應用，其余還多處于實(shí)驗室研究或小型試驗階段。只有解決了高級氧化技術(shù)投資處理成本高、設備腐蝕嚴重、處理水量小等缺點(diǎn)，才能加快其在實(shí)際工業(yè)中的應用。高級氧化技術(shù)的發(fā)展方向可總結為以下幾點(diǎn)：

一是部分技術(shù)例如光催化氧化技術(shù)、臭氧氧化技術(shù)能夠提高廢水的可生化性，但單獨處理焦化廢水難度大、成本高，可將其與生化技術(shù)結合，降低焦化廢水的生物毒性，提高可生化性，再采用低耗高效的生化法進(jìn)行處理。

二是濕式催化氧化、超臨界水氧化等技術(shù)對設備要求高，處理成本高，可針對反應器材質(zhì)和低廉催化劑進(jìn)行專(zhuān)項研發(fā)。在焦化廢水處理中，難處理的廢水如剩余氨水不要混入其他廢水中，增加其廢水量，進(jìn)而采用上述高級氧化劑進(jìn)行處理。

三是設計結構簡(jiǎn)單、效率高、能應用自然光并可長(cháng)期穩定運行的反應器，提高光化學(xué)氧化、光催化氧化技術(shù)的處理效率，并將其與混凝法、吸附法等技術(shù)聯(lián)合。