氧化處理技術在工業廢水預處理中的應用與發展

　　氧化處理技術，作為物化處理技術中的佼佼者，憑借其處理能力和對有毒污染物深度破壞的特性，已在有毒難降解工業廢水的預處理工藝中占據一席之地，成為水處理技術研究的新熱點。該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

　　化學氧化技術常作為生物處理的前置步驟，主要通過化學氧化劑在催化劑的作用下處理有機廢水，提高廢水的可生化性或直接氧化降解有機物至穩定狀態。

　　1.芬頓氧化法

　　源于19世紀90年代中期，由H.J.Fenton提出，利用Fe²?催化H?O?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，芬頓法的氧化能力得到顯著提升。

　　2.類芬頓氧化法

　　利用除Fe(Ⅱ)外的其他催化劑（如Fe(Ⅲ)、Mn²?等）代替或加速Fe(Ⅱ)催化H?O?產生羥基自由基。通過改變催化劑類型或添加絡合劑等方式，提高氧化效率。

　　3.臭氧氧化法

　　利用臭氧的高氧化還原電位氧化廢水中的有機物，但通常需與其他技術聯用以達到效果。

　　二、電化學催化氧化法

　　電化學催化氧化法憑借其廣泛的應用范圍、高降解效率和操作簡便性，在處理難降解廢水方面展現出巨大潛力。尤其是在高濃度、難降解、有毒有害的含酚廢水中，其作為深度處理技術的效果尤為顯著。

　　三、濕式氧化技術

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

　　1.濕式空氣催化氧化法

　　濕式空氣催化氧化（CWAO）法是對傳統濕式氧化技術的革新，其核心在于添加適宜的催化劑，使得氧化反應在更為溫和的條件下快速進行。這種方法通過降低反應溫度和壓力，不僅提高了氧化分解的效率，還加速了反應速率，減少了反應停留時間，從而減輕了設備腐蝕并降低了運行成本。

　　CWAO法的關鍵在于選擇高活性且易于回收的催化劑。催化劑通常分為金屬鹽、氧化物和復合氧化物三類，而根據催化劑在反應體系中的存在形式，又可進一步細分為均相濕式催化氧化法和非均相濕式催化氧化法。

　　在均相濕式催化氧化法中，催化劑多為可溶性的過渡金屬鹽類，它們以離子形式存在于廢水中，通過引發氧化劑的自由基反應并持續再生，對水中有機物的氧化起催化作用。由于催化劑在分子或離子水平上獨立作用，其分子活性高，氧化效果好。然而，催化劑難以從廢水中回收和再利用，易造成二次污染。

　　非均相濕式催化氧化法則采用不溶性的固體催化劑，催化作用發生在催化劑表面。催化劑的比表面積對有機物的降解速率有顯著影響。由于固體催化劑不溶解、不流失，且易于活化、再生和回收，因此非均相濕式催化氧化法具有廣闊的應用前景。

　　四、超臨界水氧化技術

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

　　超臨界水氧化技術反應迅速、氧化效果好，能夠將有機碳和氫完全轉化為CO2和H2O。然而，如何通過催化劑降低反應溫度和壓力或縮短反應停留時間是該領域的研究熱點。目前常用的催化劑多適用于濕式催化氧化工藝，尋找對超臨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難點。

　　五、光催化氧化技術

　　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，進而引發一系列氧化還原反應，使有機污染物降解。TiO2作為常用的光催化劑，因其化學穩定性高、價廉而備受關注。光催化氧化技術具有設備結構簡單、反應條件溫和、操作易控、氧化能力強且無二次污染等優點，是一項具有廣泛應用前景的新型水處理技術。

　　六、超聲波氧化法

　　超聲波氧化技術利用超聲波產生的空化效應，在液體中形成局部高溫高壓環境，并產生強沖擊微射流，從而引發強烈的物理化學反應，使有機污染物降解。超聲波氧化法通常在常溫下進行，對設備要求低，是一種綠色的廢水處理技術。超聲波氧化技術的設備主要包括磁電式或壓電式超聲波換能器，如輻射板式超聲波儀、探頭式以及NAP反應器等。