什麽是高級氧化技術？

高級（jí）氧化（huà）技術又稱（chēng）深度氧化技術，其基礎（chǔ）在於運用電、光輻照、催化劑，有時還與氧化劑結合，在反應中產生活性極強的自由基(如HO)，再通過自由基與有機化合（hé）物之間的（de）加合、取代、電子轉移、斷鍵（jiàn）等，使水體中的大分子難降解有機（jī）物氧化降解成低毒或無（wú）毒的小分（fèn）子物質，甚至直接降（jiàng）解成（chéng）為CO2和（hé）H2O，接（jiē）近完（wán）全礦化目前（qián）的高級氧化技術主要（yào）包括化學氧化法、電化學氧化法、濕式氧化法、超臨界（jiè）水氧化（huà）法和光催化氧化法等。
1、化學氧化技術（shù）
化學氧化技術常用於（yú）生（shēng）物處理的前處理。一般是在催化劑作用下，用化學氧化（huà）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（shuǐ）中有機物使之穩定化。
1.1 Fenton 試劑氧化法
該技術起（qǐ）源於19世紀90年代（dài）中期，由法國科學（xué）家H. J. Fenton提出，在酸性條件下，H2O2在Fe2+離（lí）子的催化作用下可有效將酒石酸氧化，並應用（yòng）於蘋果（guǒ）酸的氧化。長期以來，人們默（mò）認的Fenton主要原理是利用亞鐵（tiě）離（lí）子作為過氧化氫的催化劑，反應產生羥基自由基式（shì）為:Fe2++ H2O2 ——Fe3++OH-+？OH， 且反應大都在酸性條件下進行。
在化學（xué）氧化法中，Fenton法（fǎ）在處理一（yī）些難降解有（yǒu）機物(如苯酚類、苯胺類)方麵顯示出一定的優越性。隨著人們對Fenton法研究（jiū）的深入，近年（nián）來又把紫外光(UV)、草酸鹽等（děng）引入Fenton法中，使Fenton法的氧化能（néng）力大大增強。
用UV + Fenton法對氯（lǜ）酚混（hún）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、設備也（yě）較為簡單，適用範圍比較廣，但存在處理費用高、工藝（yì）條件複雜、過程不易控製等缺點，使得該法尚難被推廣應用。
1.2 臭（chòu）氧氧化法
臭氧氧化體係具有較高的氧化還（hái）原電（diàn）位，能夠氧化廢水中的大部分有機汙（wū）染物，被廣泛應用於工業廢水處理中。臭氧能（néng）氧化水（shuǐ）中許多有機物，但臭氧與有機物（wù）的（de）反應是有選擇性的，而且不能將（jiāng）有機物徹底分解為CO2和H2O，臭氧氧化後（hòu）的產物往往（wǎng）為羧酸類有機物。且臭氧的（de）化學性質極不穩（wěn）定，尤其在非純水中， 氧化分解速率以分鍾計（jì）。在廢（fèi）水處理中，臭氧氧化通常不作為一個單獨的處理單元，通常會加入一些強化手（shǒu）段，如光（guāng）催化臭氧化、堿催化臭氧化（huà）和多相催化臭氧化等。此外，臭氧（yǎng）氧化與其他技術聯用也是研究的重點， 如臭氧/超聲波法、臭氧/生物活性炭吸附法等。
有文獻報道: 將臭氧氧化與活性炭吸附相結合可使廢水中的芳烴質量濃度降到0.002μg/L。用臭氧氧化法去除（chú）工業循（xún）環水中的表麵活性劑可有效增加城市汙水處理場的淨化度、提高（gāo）排水的水（shuǐ）質，於秀娟等人利用臭氧—生物活性炭工藝去除水中的有機微汙染物也取得了較好的（de）效果。由於臭氧在水中的溶解度較低（dī），如何（hé）更有（yǒu）效（xiào）地把臭氧溶於水中已成（chéng）為（wéi）該技術研究的熱點。
2、電化學（xué）催化氧化法
該技術起源於20世紀40年代（dài）， 有應用範圍廣、降（jiàng）解效率高、能量要求簡單（dān）、利於實現自動化操作，應用方式靈活多樣等優點。電化學催化氧化法既可用（yòng）於難降解廢水（shuǐ）的前處理措施（shī）來提高可生物降解性能，又可以作為難降解（jiě）酚類廢水的深度處（chù）理技術，在優化的pH值、溫度和電流強度條件下，苯酚可以得到幾乎完全的分解。
針對（duì）高濃度、難降解、有毒有害的含酚廢水，傳統生物法和物化法已經（jīng）失去了其優勢，化學氧化法又（yòu）因其昂（áng）貴的費用阻礙了其推廣應（yīng）用，電化學催化氧化法越來越受到人（rén）們的青睞，但其自（zì）身也存在一些問題（tí），如電耗，電極材料多為貴（guì）金屬，成本較高及（jí）存在陽極腐蝕，指導其推廣應用的微觀動力學和（hé）熱力學研究尚不完善等。
3、濕式氧化技術
濕式氧化，又稱濕式燃（rán）燒（shāo），是處理高濃度有機廢水的一種行之有效的方法，其基本原理是在高溫高壓的條件下通入空氣，使廢水中的有機汙染物被氧化，按（àn）處理過程有無催化劑（jì）可將其分（fèn）為濕式空（kōng）氣氧化和（hé）濕式空氣催化氧化兩類。
3.1 濕式（shì）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（fèn）子有機物直接氧化降解為無（wú）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%。處理效率高、反應時間短，但由於該技術要求高溫高壓，所需設（shè）備投資較大，運轉條（tiáo）件苛刻，難於被一般企（qǐ）業（yè）接受，因而配合使用催化劑從而降（jiàng）低反應溫度和壓力或縮短反應停留時間的濕式空氣催化氧化法近年來更是受到廣泛的重（chóng）視與研究。
3.2 濕式空氣（qì）催（cuī）化氧化法
濕式空氣催化氧化(Catalytic Wet Air Oxidation，簡稱CWAO) 法（fǎ）是在傳統的濕式氧化處理工（gōng）藝中加入（rù）適宜的催化劑使氧化反應能在更溫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）高氧化分解能力，加快反應速率，縮短停留時間，也因此可減輕設備腐蝕、降低運行費用。濕式空（kōng）氣催化氧化（huà）法的關鍵問題是高活性易回收的催化劑。CWAO的催化劑一般分為金屬（shǔ）鹽（yán）、氧化物和複合氧（yǎng）化物3類，按催化劑在體（tǐ）係中存在的形式，又可將濕式空氣（qì）催化氧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)均相濕式催化氧化化（huà）法。在均（jun1）相濕式（shì）催化氧化（huà）法中，由於催化劑(多為金（jīn）屬離子) 是可溶性的過渡金屬鹽類，這些（xiē）鹽類以離子形式（shì）存在於廢水中（zhōng），在離子或分子的水平上通過引發氧化劑的自由基反應並不斷地（dì）再生而對水中有機物的氧化反應起催化作用。在均相濕式（shì）催化氧（yǎng）化法中由於催化劑在分子或離子水平上獨立起作用，因而分子活性高，使得氧化效果較好。但（dàn）由於均相（xiàng）濕式催化氧化法中的催化劑是（shì）以離子形式存在，較難從廢水中回收和再利用，且易造成二次汙染。
(2)非均相濕式催化氧化法。非均相濕式催化氧化是（shì）向反應體（tǐ）係中加入不溶性的固體催化劑，其（qí）催化作用是在催化劑表麵進行，催化劑的比表（biǎo）麵積的（de）大小對有機物的降解（jiě）速率影響很（hěn）大。由於固體催化（huà）劑的組成種類及廢水性質的不同，濕式催化氧化的效（xiào）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，不流失，活化（huà）再生及回收（shōu）都較容易，因此其應用前景十（shí）分廣闊。
4、超（chāo）臨界水氧化技術
超臨（lín）界水（shuǐ）氧化技術是濕式空氣氧化技術的（de）強化和改進，其原理是利用超臨界水（shuǐ）作為介質來氧化（huà）分解（jiě）有機物。它（tā）同樣是以水為液相主體，以空氣（qì）中的氧為氧化劑，於高溫高壓下反應。
但其改進與提高之處就在於利用水在（zài）超臨界狀態下的性質，水的介電常數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於水中，相界麵消失，形成均相氧化體係，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，又由（yóu）於在均相體係中氧化態自由基的獨立活性更高，氧化程度也（yě）隨之提高。超臨界水是有機物和氧的良好溶劑，有機物在富（fù）氧超臨界水中進行均（jun1）相氧化（huà），其反應速度很快，在400～600℃下，幾秒鍾就（jiù）能將有機物的結構破壞，反應完全、徹底（dǐ），使有機碳（tàn）、氫完全轉（zhuǎn）化為CO2和H2O。
超臨界水氧化技（jì）術（shù）由於其反（fǎn）應迅速、氧化徹底而越來越受（shòu）到人（rén）們的關注，如何通過催化劑來降低反應的溫度和壓力或縮（suō）短反應停（tíng）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是應用於濕式催化氧化工藝的催化劑，尋找對超臨界水氧（yǎng）化技術（shù）具有廣譜催化性能的（de）催化劑是該技術推廣中的一個難點。
5、光催化氧（yǎng）化技術（shù）
光催化氧化技術是在光化學氧化技術的基礎上發展起來的。光化學氧化技術是在可見光或紫外光作（zuò）用（yòng）下使有機汙染物氧（yǎng）化降解的反應過程。自然環境中的部分近紫外光(290～400nm )極易被有機汙染物吸（xī）收，在有活性物質存在時即發生強烈（liè）的光化學反應，從而使有（yǒu）機物降解。但由於反應條件所限，光化學氧化（huà）降解往往不夠徹底，易產生多種芳香族有機中間體，成為光（guāng）化學氧化需要克服的（de）問題。
自1976 年Carey 等首先采用TiO2光（guāng）催化降解聯苯和氯代聯（lián）苯以來，光催化氧化技術的研（yán）究熱點就轉化到了以TiO2為催化劑的光催化氧化降解有機汙染物這一（yī）方向上來。
由於光催化氧化技術設備結構簡單、反應條件溫和、操作（zuò）條件容易（yì）控製、氧化能力強、無二次汙染，加之TiO2化學穩定性高、無毒、價廉，故TiO2光催化氧化技術是一項具有廣泛應用（yòng）前景的新型（xíng）水處理技術。
6、超聲波（bō）氧化法
聲化學的發展使人們越來越關注其在水及廢水處理中（zhōng）的應用。超聲波氧化(ultrasonic oxidation) 的動力來（lái）源是聲空化，當足夠強度的超聲波(15 kHz —20 MHz) 通過水溶液，在聲波負壓半周期，聲壓幅（fú）值超過液（yè）體內部靜壓（yā），液體中的空化核迅速膨脹;在聲波（bō）正壓半周期，氣泡（pào）又因絕熱（rè）壓縮（suō）而破裂，持續時間約0.1μs。破（pò）裂瞬間產生約5000 K和100 MPa的局部高溫高壓環（huán）境，並產生速（sù）率為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波換能器，通過電磁換（huàn）能產生超（chāo）聲波。實驗室內使用較多（duō）的是輻射板式超聲（shēng）波儀、探頭式以及NAP反（fǎn）應器等。超聲波氧（yǎng）化反（fǎn）應條件溫和，通常在常溫下進行，對設備要求低，是應用前景廣闊的無公（gōng）害綠色化處理技術。