蘇州工業廢水處理:化學、電化學催化、濕式氧化、超臨界水、光催化、超聲波氧化技術介紹
高級氧化處置技術作為物化處置技術之一，具有處置效率高、對有毒污染物毀壞較徹底等優點而被普遍應用于有毒難降解工業廢水的預處置工藝中，曾經逐步成為水處置技術研討的熱點。目前的高級氧化技術主要包括化學氧化法、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。
1.化學氧化技術
化學氧化技術常用于生物處置的前處置。普通是在催化劑作用下，用化學氧化劑去處置有機廢水以進步其可生化性，或直接氧化降解廢水中有機物使之穩定化。
芬頓氧化法
該技術來源于19世紀90年代中期，由法國科學家H.J.Fenton提出，在酸性條件下，H2O2在Fe2+離子的催化作用下可有效的將酒石酸氧化，并應用于蘋果酸的氧化。長期以來，人們默許的Fenton主要原理是應用亞鐵離子作為過氧化氫的催化劑，反響產生羥基自在基式為:Fe2++H2O2——Fe3++OH-+·OH，且反響大都在酸性條件下停止。
在化學氧化法中，Fenton法在處置一些難降解有機物(如苯酚類、苯胺類)方面顯現出一定的優越性。隨著人們對Fenton法研討的深化，近年來又把紫外光(UV)、草酸鹽等引入Fenton法中，使Fenton法的氧化才能大大加強。
類芬頓氧化法
類Fenton反響是除Fe(Ⅱ)以外，Fe(Ⅲ)、含鐵礦物以及其他一些過渡金屬如Co、Cd、Cu、Ag、Mn、Ni等能夠加速或者替代Fe(Ⅱ)而對H2O2起催化作用的一類反響的總稱。
研討標明,應用Fe3+、Mn2+等均相催化劑和鐵粉、石墨、鐵、錳的氧化礦物等非均相催化劑同樣可使H2O2合成產生·OH,因其反響根本過程與Fenton試劑相似而稱之為類Fenton體系。如用Fe3+替代Fe2+,由于Fe2+是即時產生的,減少了·OH被Fe2+復原的時機,可進步·OH的應用效率。若在Fenton體系中參加某些絡合劑(如C2O2-4、EDTA等),可增加對有機物的去除率。
臭氧氧化法
臭氧氧化體系具有較高的氧化復原電位，可以氧化廢水中的大局部有機污染物，被普遍應用于工業廢水處置中。臭氧能氧化水中許多有機物，但臭氧與有機物的反響是有選擇性的，而且不能將有機物徹底合成為CO2和H2O，臭氧氧化后的產物常常為羧酸類有機物。
且臭氧的化學性質極不穩定，特別在非純水中，氧化合成速率以分鐘計。在廢水處置中，臭氧氧化通常不作為一個單獨的處置單元，通常會參加一些強化手腕，如光催化臭氧化、堿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討的重點，如臭氧/超聲波法、臭氧/生物活性炭吸附法等。
2.電化學催化氧化法
該技術來源于20世紀40年代，有應用范圍廣、降解效率高、能量請求簡單、利于完成自動化操作，應用方式靈敏多樣等優點。電化學催化氧化法既可用于難降解廢水的前處置措施來進步可生物降解性能，又能夠作尷尬降解酚類廢水的深度處置技術，在優化的pH值、溫度和電流強度條件下，苯酚能夠得到簡直完整的合成。
針對高濃度、難降解、有毒有害的含酚廢水，傳統生物法和物化法曾經失去了其優勢，化學氧化法又因其昂貴的費用障礙了其推行應用，電化學催化氧化法越來越遭到人們的喜愛，但其本身也存在一些問題，如電耗，電極資料多為貴金屬，本錢較高及存在陽極腐蝕，指導其推行應用的微觀動力學和熱力學研討尚不完善等。
3.濕式氧化技術
濕式氧化，又稱濕式熄滅，是處置高濃度有機廢水的一種卓有成效的辦法，其根本原理是在高溫高壓的條件下通入空氣，使廢水中的有機污染物被氧化，按處置過程有無催化劑可將其分為濕式空氣氧化和濕式空氣催化氧化兩類。
濕式空氣氧化法
最早研制開發濕式空氣氧化(Wet Air Oxidation，簡稱WAO)法并完成工業化的是美國的Zimpro公司，該公司已將WAO工藝應用于烯烴消費廢洗濯液、丙烯腈消費廢水及農藥消費廢水等有毒有害工業廢水的處置。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小分子有機物。
運用濕式空氣氧化技術對樂果消費廢水停止預處置，有機磷的去除率高達95%，有機硫的去除率高達90%。Zimpro公司的WAO工藝處置效率高、反響時間短，但由于該技術請求高溫高壓，所需設備投資較大，運轉條件苛刻，難于被普通企業承受，因此配合運用催化劑從而降低反響溫度和壓力或縮短反響停留時間的濕式空氣催化氧化法近年來更是遭到普遍的注重與研討。
催化濕式氧化
催化濕式氧化(Catalytic Wet Air Oxidation，簡稱CWAO)法是在傳統的濕式氧化處置工藝中參加適合的催化劑使氧化反響能在更溫和的條件下和更短的時間內完成。從而可降低反響的溫度和壓力，進步氧化合成才能，加快反響速率，縮短停留時間，也因而可減輕設備腐蝕、降低運轉費用。
催化濕式氧化法的關鍵問題是高活性易回收的催化劑。CWAO的催化劑普通分為金屬鹽、氧化物和復合氧化物3類，按催化劑在體系中存在的方式，又可將濕式空氣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。
均相濕式催化氧化化法。在均相濕式催化氧化法中，由于催化劑(多為金屬離子)是可溶性的過渡金屬鹽類，這些鹽類以離子方式存在于廢水中，在離子或分子的程度上經過引發氧化劑的自在基反響并不時地再生而對水中有機物的氧化反響起催化作用。在均相濕式催化氧化法中由于催化劑在分子或離子程度上獨立起作用，因此分子活性高，使得氧化效果較好。但由于均相濕式催化氧化法中的催化劑是以離子方式存在，較難從廢水中回收和再應用，且易形成二次污染。
非均相濕式催化氧化法。非均相濕式催化氧化是向反響體系中參加不溶性的固體催化劑，其催化作用是在催化劑外表停止，催化劑的比外表積的大小對有機物的降解速率影響很大。由于固體催化劑的組成品種及廢水性質的不同，濕式催化氧化的效果也不同。在多相濕式催化氧化法中，由于固體催化劑不溶解，不流失，活化再生及回收都較容易，因而其應用前景非常寬廣。
4.超臨界水氧化技術
超臨界水氧化技術是濕式空氣氧化技術的強化和改良，是由美國MODAR公司于1982年開發勝利的，其原理是應用超臨界水作為介質來氧化合成有機物。
同樣是以水為液相主體，以空氣中的氧為氧化劑，于高溫高壓下反響。但其改良與進步之處就在于應用水在超臨界狀態下的性質，水的介電常數減少至近似于有機物與氣體，從而使氣體和有機物能完整溶于水中，相界面消逝，構成均相氧化體系，消弭了在濕式氧化過程中存在的相際傳質阻力，進步了反響速率，又由于在均相體系中氧化態自在基的獨立活性更高，氧化水平也隨之進步。
超臨界水是有機物和氧的良好溶劑，有機物在富氧超臨界水中停止均相氧化，其反響速度很快，在400~600℃下，幾秒鐘就能將有機物的構造毀壞，反響完整、徹底，使有機碳、氫完整轉化為CO2和H2O。
超臨界水氧化技術由于其反響疾速、氧化徹底而越來越遭到人們的關注，如何經過催化劑來降低反響的溫度和壓力或縮短反響停留時間是身手域的一個研討熱點。目前常用的催化劑大多是應用于濕式催化氧化工藝的催化劑，尋覓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行中的一個難點。
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根底上開展起來的。光化學氧化技術是在可見光或紫外光作用下使有機污染物氧化降解的反響過程。自然環境中的局部近紫外光(290——400nm)極易被有機污染物吸收，在有活性物質存在時即發作激烈的光化學反響，從而使有機物降解。但由于反響條件所限，光化學氧化降解常常不夠徹底，易產生多種芳香族有機中間體，成為光化學氧化需求克制的問題。
自1976年Carey等首先采用TiO2光催化降解聯苯和氯代聯苯以來，光催化氧化技術的研討熱點就轉化到了以TiO2為催化劑的光催化氧化降解有機污染物這一方向上來。
由于光催化氧化技術設備構造簡單、反響條件溫和、操作條件容易控制、氧化才能強、無二次污染，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普遍應用前景的新型水處置技術。
6.超聲波氧化法
聲化學的開展使人們越來越關注其在水及廢水處置中的應用。超聲波氧化(ultrasonicoxidation)的動力來源是聲空化，當足夠強度的超聲波(15kHz—20MHz)經過水溶液，在聲波負壓半周期，聲壓幅值超越液體內部靜壓，液體中的空化核疾速收縮;在聲波正壓半周期，氣泡又因絕熱緊縮而決裂，持續時間約0.1μs。決裂霎時產生約5000K和100MPa的部分高溫高壓環境，并產生速率為110m/s的強沖擊微射流。
超聲波氧化采用的設備是磁電式或壓電式超聲波換能器，經過電磁換能產生超聲波。實驗室內運用較多的是輻射板式超聲波儀、探頭式以及NAP反響器等。超聲波氧化反響條件溫和，通常在常溫下停止，對設備請求低，是應用前景寬廣的無公害綠色化處置技術。
