废水处理工作中高级氧化技术的应用研究

李学英，李 岩，郭 焰，周玉芬

（1.新疆轻工职业技术学院，新疆乌鲁木齐 830021；2.乌鲁木齐市环境监测中心站，新疆乌鲁木齐 830000）

废水处理工作中高级氧化技术的应用研究

李学英1，李 岩1，郭 焰1，周玉芬2

（1.新疆轻工职业技术学院，新疆乌鲁木齐 830021；2.乌鲁木齐市环境监测中心站，新疆乌鲁木齐 830000）

在废水的处理过程中，常规的处理方式难以清除废水中的稳定有机物。通过对废水处理中的高级氧化技术进行探索，分析高级氧化技术的类型、处理方式以及应用，为清除废水中的稳定有机物提供一些方法。

废水处理；高级氧化技术；应用

随着工业化的发展进程不断加快，废水问题已经成为影响环境可持续发展的重要因素之一，由于其处理难度相对较高，并且部分生物具有化学稳定性，常规的处理手段难以有效的清除有害物质[1]。而高级氧化技术则可以通过自由基的产生，有效的清除废水中的有害分子。

1 高级氧化技术的概念

高级氧化技术又称之为深度氧化技术，主要是指在化学反应过程中，具有大量的羟基自由基参与的氧化反应。主要运用催化剂和氧化剂，使反应物产生自由基，之后通过自由基与有机物之间的结合，达到清除有害因子的目的[2]。该技术具有反应快、污染小以及范围大等优势，已经逐渐应用于废水处理工作中。

2 废水处理中高级氧化技术的应用

在高级氧化技术的应用中，根据氧化剂以及催化条件的差异性，可以将其分为Fenton试剂法及类Fenton试剂法、臭氧、过氧化氢以及组合法和半导体光催化氧化法。

2.1 Fenton试剂法和类Fenton试剂法

在废水处理过程中，包括Fenton试剂法和类Fenton试剂法，这两种方法主要应用在以下方面：

第一，Fenton试剂法是由法国科学家Fenton在研究中发现，其在研究中，发现Fe2+和H2O2共存在酸性水溶液中，可以氧化酒石酸，因而其将该试剂命名为Fenton试剂，该试剂是通过Fe2+与H2O2之间的催化反应，生成自由基，从而发挥相应的清除废水有害分子的目的[3]。在该反应中，生成的自由基具有较强的氧化能力，并且具有电负性和亲电子性，在处理过程中，可以生成游离基，继而生成二氧化碳和水，可以降低废水中的COD，通过研究发现，其对含油废水、含苯废水以及含醇废水具有较高的处理效率。

第二，类Fenton试剂法是研究学者将紫外光引入到Fenton试剂中，显著提升氧化能力，并且节约相应的资源，发现经过该试剂处理后，能生成2-甲基-2-丙醇等物质，而硝基苯的降解速率得到明显的提升。该方式具有设备简单和操作方便的特点，但是成本相对较高，仅适用于少量废水的处理。

2.2 过氧化氢、臭氧以及其他物质组合法

2.2.1 臭氧和紫外光组合氧化

臭氧属于强氧化剂，具有较高的电位，可以氧化氨基酸以及芳香族物质，但是单纯的臭氧氧化时，处理效率相对较低，无法满足废水的处理需求，因而在处理过程中，其仅应用于给水处理等环节。研究结果表明，在处理含油废水的过程中，采用臭氧和紫外光组合氧化法具有较高的应用价值，在反应初期，效果并不明显，而在经过一段时间的反应后，则可以明显提升反应速率，反应机理在于通过组合反应，可以形成羟基自由基，从而实现对有机物的氧化分解。

2.2.2 过氧化氢和紫外光组合法

在处理废水的过程中，过氧化氢和紫外组合法对于废水具有较高的处理效率，这主要是由于过氧化氢是强氧化剂，其在处理废水的过程中，可以将毒性分子转化成为微生物分解化合物，在反应过程中，无机物对过氧化氢的反应较快，将其与紫外线相结合，具有较强的处理能力，研究证明，在处理氯代酚类有机物时，采用290nm的波光联合过氧化氢，可以较好的处理有害物质，并且使2-氯酚等物质的处理效率得到明显的提升，另外，在反应一段时间后，能够完全清除三氯酚，但是在处理的过程中，随着废水pH的不断增加，则反应速度呈现不断降低的趋势。可见，过氧化氢联合紫外光组合法具有较高的应用价值。

2.2.3 臭氧、紫外光和过氧化氢组合法

在处理废水的过程中，将臭氧、紫外光以及过氧化氢等方法联合使用，能够较好的提高废水中有害分子的处理效率。这种氧化工艺与紫外光和臭氧组合法基本相同，在紫外光的辅助反应下，可以将废水中的有害分子分解成为自由基，降低废水中的色度并清除有害物质，具有较高的应用价值。

2.3 半导体光催化氧化法清除废水有机物

随着科技的不断发展，半导体光催化氧化法已经逐渐应用于废水的处理中，取得了较好的成效。该方法主要是应用光照射和催化氧化反应，将废水中的有机物分解成为自由基，之后利用自由基的强氧化反应，可以将有害分子分解成为二氧化碳和水。在研究中，目前主要采用TiO2进行反应，但是其传统的分离步骤较为复杂，因而在现阶段，研究学者为了提升其分离效果和处理效果，采用固定法将TiO2固定，固定材料主要选择薄膜或者固定于载体。通过该处理方式，可以提升TiO2的反应速率，进而提升废水的处理效率。

3 结语

通过具体分析Fenton试剂法、类Fenton试剂法、过氧化氢、臭氧以及其他物质组合法和半导体光催化氧化法，同时根据企业治理废水的指标，在废水处理过程中，合理的选择、应用这些方法。研究结果表明，运用高级氧化技术处理废水，能达到提高废水处理效率的目的。

[1] 李险峰，李剑，魏瑶.探讨提高工业废水处理中高级氧化技术的应用效果[J].石化技术，2016，（7）：43-51.

[2] 陆慧明，梅兆辉.微波催化氧化技术在废水处理中的应用[J].真空电子技术，2013，（6）：59-66.

[3] 吴开元，陈霞辉，顾秋月，等.深度氧化技术系统在高难废水处理中的应用研究[J].水处理技术，2013，（11）：114-116.

Study on the Application of Advanced Oxidation Technology in Wastewater Treatment

Li Xue-ying，Li Yan，Guo Yan，Zhou Yu-fen

In the process of wastewater treatment，the conventional treatment is difficult to remove the stable organic matter in the wastewater.This study explored the advanced oxidation technology in wastewater treatment，analyzed the type，treatment and application of advanced oxidation technology，and provided some methods for removing stable organic matter in wastewater.

wastewater treatment；advanced oxidation technology；application

X703

B

1003-6490（2017）01-0039-02

2017-01-15

李学英（1963—），女，新疆阿克苏人， 副教授，主要研究方向为化学分析与检测研究。