什麽是高級氧化技術？

高級（jí）氧化技術又稱（chēng）深（shēn）度氧化技術，其基礎在於（yú）運用電、光輻照、催化（huà）劑，有時還與氧化劑結（jié）合，在反應中產（chǎn）生活性極強的自由基(如HO)，再通過（guò）自由（yóu）基與（yǔ）有機化（huà）合物（wù）之間的加合、取代、電子轉移、斷鍵等，使水體中的大分子難降解有機物氧化降解成低毒或無毒（dú）的（de）小（xiǎo）分子物質，甚至直接降（jiàng）解成為CO2和H2O，接近（jìn）完全礦化目前的高級氧化技術主要包括化學氧（yǎng）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處理。一般是在（zài）催化劑作用下，用化學氧化劑去處理有機廢水以提高其可生化性，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（nián）代中期，由法國科學家H. J. Fenton提出（chū），在酸性條件下，H2O2在Fe2+離子的催化作（zuò）用下（xià）可有效將酒石酸（suān）氧化，並應用於（yú）蘋果酸的氧化。長期（qī）以（yǐ）來，人（rén）們默認的Fenton主要原理是利用亞（yà）鐵離子作為過氧（yǎng）化氫的催化劑（jì），反應產生羥基自由基式為:Fe2++ H2O2 ——Fe3++OH-+？OH， 且反應大都（dōu）在酸性條件（jiàn）下進行。
在（zài）化學氧化法中，Fenton法在處理一些難降解（jiě）有機物(如苯酚類、苯胺類)方麵顯示出一定（dìng）的優越性。隨著人（rén）們對Fenton法研究的深入，近年來又把紫外光(UV)、草酸鹽等引入Fenton法中，使Fenton法（fǎ）的氧化能力大大增（zēng）強。
用UV + Fenton法對氯（lǜ）酚混合液進行了處理，在1h內TOC去除率達到83.2%。Fenton法氧化能力強、反應條件溫和、設備（bèi）也較為簡單，適用範圍比較廣，但存在處理費用高、工藝條件複（fù）雜、過程不易（yì）控製等（děng）缺點，使得該（gāi）法尚難被推廣（guǎng）應用。
1.2 臭氧（yǎng）氧化法
臭氧（yǎng）氧化體係具有較高的氧化還原電位，能夠氧化（huà）廢水中的大部分有機汙染物（wù），被廣泛應用於工業廢水處理中。臭氧能（néng）氧化水中許多有機物，但臭氧與有機物的反（fǎn）應是（shì）有選擇性的，而（ér）且不能將有機（jī）物徹底分解為CO2和H2O，臭（chòu）氧（yǎng）氧化後的產物往往為羧酸類有機物。且臭氧的（de）化學性質極不穩定，尤（yóu）其在非純（chún）水中（zhōng）， 氧化分解速率以分鍾計。在廢水處理中，臭氧氧化通常不作為（wéi）一個（gè）單（dān）獨的處理單元，通常會加入一些強化（huà）手段（duàn），如光催化臭氧化（huà）、堿（jiǎn）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研究的重點， 如臭氧（yǎng）/超聲波法、臭氧（yǎng）/生物活性（xìng）炭吸附法等。
有文獻（xiàn）報道: 將臭氧氧（yǎng）化與活性炭吸附（fù）相結合可使廢（fèi）水中的芳烴質量濃度降到0.002μg/L。用臭氧氧（yǎng）化法去除工業循環水中的表麵活性劑可有效增加城（chéng）市汙水處理場的淨（jìng）化度（dù）、提高排水（shuǐ）的水質，於秀（xiù）娟等人利（lì）用臭（chòu）氧—生物活（huó）性炭工藝去除水中的有機微汙染（rǎn）物也（yě）取得（dé）了較好的效果。由於臭氧在水中的溶解度較低，如何更有效地把臭氧溶於（yú）水中已成為該（gāi）技術研究的熱點。
2、電化學催化氧化法
該技術（shù）起源於20世紀40年代， 有應用範圍廣、降解效率高、能量要求（qiú）簡單、利於實現自動化操（cāo）作，應用（yòng）方式靈活多樣等優（yōu）點。電化學催化氧化法既可用於難（nán）降解廢水的前處理措施（shī）來提高可生物降解（jiě）性能，又可以（yǐ）作（zuò）為難降解酚類廢水的深度處理技術，在優化的pH值、溫度（dù）和電流強度條件下，苯酚可以（yǐ）得到（dào）幾乎完全的分解（jiě）。
針對高濃度、難降解、有毒有害的含酚廢（fèi）水，傳統生物法和物化法已經失去了其優勢（shì），化學氧化法又因其昂貴的費用阻礙了其推廣應用，電化學催化氧化法越（yuè）來越（yuè）受到人們的青睞，但其自身也存在一些問題，如電耗，電極材料多為貴金屬，成本較（jiào）高及存在陽（yáng）極腐蝕，指導其推廣應用（yòng）的微觀動力學（xué）和熱力學研究尚不完善等。
3、濕式氧（yǎng）化技術
濕式氧化，又稱濕式燃燒，是處理高濃度有機廢水的一種行（háng）之有效的（de）方（fāng）法，其基本原理是在高溫高壓的條（tiáo）件下通入空氣，使廢水中的（de）有（yǒu）機汙染（rǎn）物被氧（yǎng）化，按處理過程有無催（cuī）化劑可（kě）將其分為濕式空（kōng）氣氧化和濕式空氣催化氧化兩類。
3.1 濕式空氣氧化法
WAO技術是在高溫(125～320℃)高壓(0.5～20MPa)條件下通入空氣，使廢水中的高分子有機物直接氧化降解為無機物或（huò）小分子有（yǒu）機物。
使用濕式（shì）空氣氧化技術對樂果生產廢（fèi）水進（jìn）行預處理，有機磷（lín）的去除率高達95%，有機硫的（de）去除率高達90%。處理效率高、反應時間短（duǎn），但由於該技術要求高溫高壓，所需設備投資較（jiào）大（dà），運（yùn）轉條件苛刻，難於被一般企業接（jiē）受，因而配合使用催化劑從而降低反（fǎn）應溫度和壓力或縮短反應停留時間的濕式（shì）空氣催（cuī）化氧化法近（jìn）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
濕式空氣催化氧化(Catalytic Wet Air Oxidation，簡稱CWAO) 法是在傳統的（de）濕式氧化處理（lǐ）工藝中加（jiā）入適宜的催化劑使氧化反應能（néng）在更溫（wēn）和的條件下和更短的時間內（nèi）完成。從而可降低反應的溫度和壓力，提（tí）高氧化分（fèn）解能力，加快反應速率，縮短停留時間（jiān），也因（yīn）此可減輕設備腐蝕、降低運行費用。濕式空氣催化氧化（huà）法的關鍵問題是高活性易回收的催化劑。CWAO的催化劑（jì）一般分為金屬鹽、氧化物和（hé）複合氧化物3類，按催化劑在體係中存在的形式，又可將（jiāng）濕式空氣（qì）催化氧化法分為（wéi）均相（xiàng）濕式催化氧化法和非均相濕式催化氧化法（fǎ）。
(1)均相濕式催化氧化化法。在均相濕式催（cuī）化氧化法中，由於催化劑(多為金屬離子（zǐ）) 是可（kě）溶性的過渡金屬鹽類，這（zhè）些鹽類以離子形式存在於廢水中（zhōng），在離子或分子的水平（píng）上通過引發氧化劑的自由基反應並不斷地（dì）再生而（ér）對水中有機物的氧化反（fǎn）應起催化作用。在均相濕式催（cuī）化（huà）氧化法中由（yóu）於催化劑在分子或離子水平上獨立起作用（yòng），因而分子活性高，使（shǐ）得氧化效果較好。但由於（yú）均相濕式催化氧化法中的催化劑是以（yǐ）離子形式存（cún）在，較難從廢水中回收（shōu）和再利用，且（qiě）易造成二次汙染。
(2)非均相濕式催化氧化法。非均相濕式（shì）催化氧化（huà）是向（xiàng）反應體係中加入不（bú）溶性的（de）固體催化劑（jì），其催化作用是在催化劑表麵進行，催化劑的（de）比表麵積的大小對有機物的降解速率影響很大。由於固體催（cuī）化劑的組成種類及廢水性質的不（bú）同，濕式催化氧化的效果也不同。在多相濕式催化（huà）氧化法中，由於固體催化劑不溶解，不流（liú）失，活（huó）化再生及（jí）回（huí）收都較（jiào）容易，因此（cǐ）其應用前景十分廣闊。
4、超（chāo）臨界水（shuǐ）氧化技術
超臨界水氧化技術（shù）是濕式（shì）空（kōng）氣氧化技術的強化和改進，其原理是利用超臨界水作為介質來（lái）氧（yǎng）化分解有機物。它同樣是以水為液相主體，以（yǐ）空氣中的氧為氧化劑，於高溫高壓下反（fǎn）應。
但其改進與提高之處（chù）就在於利用水在（zài）超臨界狀態下的性質，水的（de）介電（diàn）常數減少至近似（sì）於有機物與氣體，從而使（shǐ）氣體和有機物能（néng）完全溶於水中，相界麵消失，形成均相（xiàng）氧化體係，消除了在濕式氧化過程中存在的相際傳質阻力，提高了反應速率（lǜ），又由於在均相（xiàng）體（tǐ）係中氧化態自由基的（de）獨立活性更高，氧（yǎng）化程（chéng）度也隨之提高。超臨界水是有機物和氧的良好溶劑，有機物在富氧超臨界（jiè）水中進行均相氧化，其反應速度很快，在400～600℃下，幾秒鍾就能將有機物的（de）結（jié）構破壞，反應完全、徹（chè）底，使有（yǒu）機碳、氫完全（quán）轉化為CO2和H2O。
超臨界水氧化技術（shù）由於（yú）其反應迅速、氧化徹底而越來越受到人們（men）的關注，如何通過催化劑來降低反應的溫度和壓力（lì）或縮短反應停留時間是本領域的（de）一個研究熱點。目前常用的催化劑大多（duō）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化性能的催化劑是該技術推廣（guǎng）中（zhōng）的一個難點。
5、光催化氧化技術
光催化氧化技術是在光化學氧化技術的基（jī）礎上發展起來（lái）的（de）。光化學氧化技術是在可見光（guāng）或紫外光作用下使有機汙染物氧化降解的反應過程。自然環境中的部分近紫（zǐ）外光(290～400nm )極易被有機汙染物（wù）吸收，在有活性物質（zhì）存在（zài）時即（jí）發生強烈的光化學（xué）反應，從而使有機物降解。但由於反應條件所限，光化學氧化降解往（wǎng）往不（bú）夠徹底，易產生多（duō）種芳香族有機中（zhōng）間體（tǐ），成為光（guāng）化學氧化需要克服的問題。
自1976 年Carey 等首先采用（yòng）TiO2光催化（huà）降解聯苯和（hé）氯代聯苯以來，光催化（huà）氧化技術的研究（jiū）熱點就轉化到了以TiO2為（wéi）催化（huà）劑的光催化氧化降解有機汙染物（wù）這一方向上（shàng）來（lái）。
由於光催化氧（yǎng）化技術設備結（jié）構簡單、反（fǎn）應條件溫和、操作條件容易控製、氧化能力（lì）強、無二次汙染，加之TiO2化學穩（wěn）定性高（gāo）、無毒、價廉，故TiO2光催化氧化技術是一項（xiàng）具有廣泛應用前景的新型水處理技術。
6、超聲波（bō）氧化法
聲化（huà）學的發展使人們越來越關（guān）注其（qí）在水（shuǐ）及廢水處理中的應用。超聲波氧化(ultrasonic oxidation) 的動力來源是聲空化（huà），當（dāng）足夠強度的超聲波(15 kHz —20 MHz) 通過水（shuǐ）溶液，在聲（shēng）波（bō）負壓半周期，聲（shēng）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，氣泡又因（yīn）絕熱壓縮而破裂，持續時間約0.1μs。破裂瞬（shùn）間產生約5000 K和100 MPa的局部高溫高壓環（huán）境，並產生速率（lǜ）為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電式超聲（shēng）波換能器，通過電磁換能產生超聲（shēng）波。實驗室內使用較多（duō）的（de）是輻射板式超聲波儀（yí）、探頭式以及NAP反應器等。超聲波氧化反應條件溫（wēn）和，通常在常溫下（xià）進行，對設備要求低，是應用前景廣闊的無公害綠色化處理技術（shù）。