高级氧化技术在污水处理中的应用进展分析

高级氧化技术在污水处理中的应用进展分析

李露

龙江环保集团股份有限公司， 黑龙江 哈尔滨 150000

摘要：近年来，经济快速发展，工业生产越来越多，工业生产过程中会产生大量污水，这些污水如果未经处理便排放到水体中，会严重破坏生态环境。同时，残留在水体中的难降解有机物种类也在不断增加，使得我国本来就匮乏的水资源雪上加霜。高级氧化技术在难降解有机物处理中具有高效性和彻底性等诸多优势，是目前污水处理领域中的研究重点。通过对高级氧化技术的特点、基本原理进行分析，探讨了高级氧化技术在污水处理中的应用。

关键词：高级氧化技术；污水处理；应用进展

引言

随着时代的发展，各种行业产生的污水更加复杂，污水处理也更加困难。在大量的待处理污水中，有机污染物的含量大大提高，其含有难以进行生物降解的物质，使得传统污水处理技术需要新的提升。高级氧化技术作为一种以产生羟基自由基来对污染物进行处理的技术，相比普通氧化剂，具有更好的处理效果，在污水处理研究中广为关注。本文对高级氧化技术的种类及优势进行了叙述，对其在污水处理中的应用进行了分析，以期更好地将高级氧化技术应用在污水处理中。

1 高级氧化技术概述

高级氧化技术主要是在化学氧化法的条件下发展出来的，对一些难降解有机污染物进行处理的新技术。这种技术在应用的过程中主要通过活性较强的羟基自由基和水当中的一些高分子有机物之间进行反应，最终对这些有机物进行处理，可以有效地分解水中的有机物，具有较好的应用效果。另外，需要在研究的过程中对细节进行有效地控制，提高效率，通过进一步的优化工艺参数等方法开发新型高效催化性能的催化剂和电极，并且注意在操作的过程中细化各种技术，仔细研究各高级氧化技术之间联用和高级氧化技术与其他水处理技术组合应用，这样才能提高氧化速率和效率，另外，在应用的过程中能够处理单独氧化技术难以氧化降解的有机污染物。在实际应用过程中，需要加强管控，重视联系和实践，分析细节，结合其他生化处理和深度处理工艺等方式，这样才能进一步提高工业废水的处理效率，实现废水零排放处理目标，本质上将环境污染等问题解决。

2 高级氧化技术在污水处理中的应用进展

2.1 Fenton氧化法

Fenton氧化法主要指的是pH在2-5的酸性环境下，通过Fe2+与H2O2发生链式反应，从而生成·OH(氧化电位为2．8V)，对有机物进行氧化降解。其在发生反应过程中，会受到溶液温度、pH值、H2O2浓度、停留时间等因素的影响。Fenton试剂具有强氧化性，可适应大多数的污水处理需求，不仅可以作为预处理和深度处理，同时也能够完成独立污水处理的需求。Fenton氧化法具有成本低、工艺操作简单、反应速度快，氧化效率高等优点。由于Fenton氧化法对pH值的要求较高，如果偏离适宜的pH值范围，则无法保障实际处理效果。其次，Fenton氧化法在污水处理过程中使用过量的Fe2+将产生二次污染。通常情况下只适合用于处理少量、浓度较低的污水，且无法对有机物进行彻底矿化处理，所以通常将其作为预处理，或者可以针对实际情况，与其他处理方法联合使用。随着技术的不断发展与更新，已经有学者将紫外光、可见光引入到Fenton体系当中，被称为类Fenton反应，这样可有效降低处理方法的成本，从而大幅度提升反应效率和处理效果。

2.2 臭氧氧化法

依照臭氧和污染物之间的不同反应方式，臭氧氧化法可以分为两种，一种是臭氧间接反应，另外一种是臭氧直接反应。臭氧反应主要对有机物当中的双键结构进行破坏，让有机物逐步转化为小分子，在应用过程中可以有效打破有机物的双键结构。臭氧直接氧化反应，在应用过程中，具有一定的选择性，而且反应的速率较低，无法有效对污水进行净化，因此主要在工业废水预处理阶段使用，可以让废水的B/C比增加，而臭氧间接反应主要是臭氧在水中首先分解产生羟基自由基，接着羟基自由基对有机物进行氧化。这种反应不具有选择性，在应用的过程中氧化程度较高，而且反应速度快，优点较多，广泛应用于工业废水处理当中。臭氧间接反应的时候，臭氧在水中生成羟基自由基的条件有三种，即金属催化物条件，紫外线条件以及碱性条件。我国某学者自制的负载型二氧化钛作为催化剂来对臭氧催化使其对水溶性腐殖质进行氧化，能够提高氧化的效果。通过实验分析发现，利用二氧化钛作为氧化剂进行臭氧的水处理，可以让效率提高28.8%，能够将腐殖酸氧化去除率提高到85%，具有很好的应用效果。

2.3 高级氧化技术在磺胺类抗生素废水处理中的应用

微生物繁殖和生长过程中会产生能够抑制病原体或者杀死其他微生物的抗生素。抗生素生产需要经过生物发酵、过滤、结晶、提取等步骤，所以废水成分十分复杂，其中主要包含发酵残留的培养基、营养物、不溶性抗生素的发酵滤液等。废液具有pH不稳定、COD高、SS高、温度高、色度深、气味大等特点，需要进行处理后才能排放。在光、电和催化剂的作用下，高级氧化技术使得过氧化物产生氧化电位高的羟基自由基，将废水中的抗生素等矿化成为毒性小的小分子物质。凭借高效、彻底的优势，该技术已经应用在磺胺类抗生素废水处理中。电化学氧化技术将污染物吸附到阳极后，阳极产生自由基或者阴极产生活性含氧基团，进而完成污染物氧化过程。该技术操作方便，具有高效和二次污染少的优点。研究表明，使用臭氧氧化法处理磺胺类抗生素废水，结果发现，在弱酸性和弱碱性的环境中，磺胺嘧啶（SD）的降解比较完全，证明臭氧对SD有较好的处理效果。随着臭氧浓度的增加，SD降解率呈先上升后下降的趋势。

2.4 微生物絮凝技术

在微生物的成长以及代谢的环节中，往往会存在一部分的功能性多糖以及蛋白质，上述物质一般情况下具备高效的絮凝作用，可以在污水处理的环节中展现较高的优势，并且微生物本身也会存在较为有效的絮凝剂效果，有助于保障城市污水的总体管制质量。通常情况下，在针对微生物絮凝技术处理的环节中，可以分为对以下类型污水的处理：第一，农业污水管理，在农业的发展中，废水内部会含带大量的BOD，以往的污水处理环节中难以实现对此类物质的有效处置，促使整体的污水处理质量不佳，但是采用此类微生物絮凝剂的方式能够实现对TN以及TOC的高质量的管制，总体的水体降解能力可以达到45%～75%之间，可以保证水体的处理效果和质量，减少农业污水内部的污染物质。第二，废水脱色处理，在针对环境的污水处置环节中，较为关键的环境是对可溶性色素的管理和处置，微生物絮凝剂可以对色素做以絮凝以及沉淀处理，以便于强化对污水的脱色管理，通过上述系统性的管制之后，水体内部的水质以及质量就会得到提升，是较为有效的处理方式。微生物絮凝剂自身没有有毒物质，并且能够提升对环境的保护作用，在针对污水的管制环境中，因为其自身的优势，已经开始实现大面积的使用，但是因为总体的运行成本较高，并且在技术的使用环节中存在多种阻碍性的因素，还需要不断完善细节，才能实现大规模投入使用。

3 结语

社会经济在快速发展的同时，环境污染问题越来越突出，高级氧化技术是一种新型的污水处理技术，具有广阔的发展前景。高级氧化技术是处理垃圾渗滤液、印染废水、磺胺类抗生素废水和农药废水的有效方式，可以有效解决物理法和生物法不能解决的问题，高效地处理有机物，避免二次污染，缩短污水处理时间，提高出水质量。当前，高级氧化技术逐渐得到广泛应用，人们要持续极大技术研究力度，以便更好地发挥高级氧化技术的作用，提高污水处理效果。

参考文献：

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