氧化处理(lǐ)技术在工业废水预处理(lǐ)中的应用(yòng)与发展

　　氧化处理(lǐ)技术，作為(wèi)物(wù)化处理(lǐ)技术中的佼佼者，凭借其处理(lǐ)能(néng)力和对有(yǒu)毒污染物(wù)深度破坏的特性，已在有(yǒu)毒难降解工业废水的预处理(lǐ)工艺中占据一席之地，成為(wèi)水处理(lǐ)技术研究的新(xīn)热点。该技术家族包括化學(xué)氧化法、電(diàn)化學(xué)氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法和光催化氧化法等。

　　一、化學(xué)氧化技术

　　化學(xué)氧化技术常作為(wèi)生物(wù)处理(lǐ)的前置步骤，主要通过化學(xué)氧化剂在催化剂的作用(yòng)下处理(lǐ)有(yǒu)机废水，提高废水的可(kě)生化性或直接氧化降解有(yǒu)机物(wù)至稳定状态。

　　1.芬顿氧化法

　　源于19世纪90年代中期，由H.J.Fenton提出，利用(yòng)Fe²⁺催化H₂O₂产生羟基自由基进行氧化。近年来，通过引入UV、草(cǎo)酸盐等强化手段，芬顿法的氧化能(néng)力得到显著提升。

　　2.类芬顿氧化法

　　利用(yòng)除Fe(Ⅱ)外的其他(tā)催化剂（如Fe(Ⅲ)、Mn²⁺等）代替或加速Fe(Ⅱ)催化H₂O₂产生羟基自由基。通过改变催化剂类型或添加络合剂等方式，提高氧化效率。

　　3.臭氧氧化法

　　利用(yòng)臭氧的高氧化还原電(diàn)位氧化废水中的有(yǒu)机物(wù)，但通常需与其他(tā)技术联用(yòng)以达到效果。

　　二、電(diàn)化學(xué)催化氧化法

　　電(diàn)化學(xué)催化氧化法凭借其广泛的应用(yòng)范围、高降解效率和操作简便性，在处理(lǐ)难降解废水方面展现出巨大潜力。尤其是在高浓度、难降解、有(yǒu)毒有(yǒu)害的含酚废水中，其作為(wèi)深度处理(lǐ)技术的效果尤為(wèi)显著。

　　三、湿式氧化技术

　　湿式氧化技术通过高温高压条件下通入空气氧化废水中的有(yǒu)机物(wù)，分(fēn)為(wèi)湿式空气氧化和湿式空气催化氧化两类。

　　1.湿式空气催化氧化法

　　湿式空气催化氧化（CWAO）法是对传统湿式氧化技术的革新(xīn)，其核心在于添加适宜的催化剂，使得氧化反应在更為(wèi)温和的条件下快速进行。这种方法通过降低反应温度和压力，不仅提高了氧化分(fēn)解的效率，还加速了反应速率，减少了反应停留时间，从而减轻了设备腐蚀并降低了运行成本。

　　CWAO法的关键在于选择高活性且易于回收的催化剂。催化剂通常分(fēn)為(wèi)金属盐、氧化物(wù)和复合氧化物(wù)三类，而根据催化剂在反应體(tǐ)系中的存在形式，又(yòu)可(kě)进一步细分(fēn)為(wèi)均相湿式催化氧化法和非均相湿式催化氧化法。

　　在均相湿式催化氧化法中，催化剂多(duō)為(wèi)可(kě)溶性的过渡金属盐类，它们以离子形式存在于废水中，通过引发氧化剂的自由基反应并持续再生，对水中有(yǒu)机物(wù)的氧化起催化作用(yòng)。由于催化剂在分(fēn)子或离子水平上独立作用(yòng)，其分(fēn)子活性高，氧化效果好。然而，催化剂难以从废水中回收和再利用(yòng)，易造成二次污染。

　　非均相湿式催化氧化法则采用(yòng)不溶性的固體(tǐ)催化剂，催化作用(yòng)发生在催化剂表面。催化剂的比表面积对有(yǒu)机物(wù)的降解速率有(yǒu)显著影响。由于固體(tǐ)催化剂不溶解、不流失，且易于活化、再生和回收，因此非均相湿式催化氧化法具有(yǒu)广阔的应用(yòng)前景。

　　四、超临界水氧化技术

　　超临界水氧化技术是对湿式氧化技术的进一步强化和改进，由美國(guó)MODAR公司于1982年成功开发。该技术利用(yòng)超临界水作為(wèi)介质来氧化分(fēn)解有(yǒu)机物(wù)。在超临界状态下，水的介電(diàn)常数显著降低，使得气體(tǐ)和有(yǒu)机物(wù)能(néng)完全溶于水中，形成均相氧化體(tǐ)系，从而消除了相际传质阻力，提高了反应速率和氧化程度。

　　超临界水氧化技术反应迅速、氧化效果好，能(néng)够将有(yǒu)机碳和氢完全转化為(wèi)CO2和H2O。然而，如何通过催化剂降低反应温度和压力或缩短反应停留时间是该领域的研究热点。目前常用(yòng)的催化剂多(duō)适用(yòng)于湿式催化氧化工艺，寻找对超临界水氧化技术具有(yǒu)广谱催化性能(néng)的催化剂是该技术推广的难点。

　　五、光催化氧化技术

　　光催化氧化技术是在光化學(xué)氧化技术基础上发展起来的。它利用(yòng)光激发催化剂产生電(diàn)子-空穴对，进而引发一系列氧化还原反应，使有(yǒu)机污染物(wù)降解。TiO2作為(wèi)常用(yòng)的光催化剂，因其化學(xué)稳定性高、价廉而备受关注。光催化氧化技术具有(yǒu)设备结构简单、反应条件温和、操作易控、氧化能(néng)力强且无二次污染等优点，是一项具有(yǒu)广泛应用(yòng)前景的新(xīn)型水处理(lǐ)技术。

　　六、超声波氧化法

　　超声波氧化技术利用(yòng)超声波产生的空化效应，在液體(tǐ)中形成局部高温高压环境，并产生强冲击微射流，从而引发强烈的物(wù)理(lǐ)化學(xué)反应，使有(yǒu)机污染物(wù)降解。超声波氧化法通常在常温下进行，对设备要求低，是一种绿色的废水处理(lǐ)技术。超声波氧化技术的设备主要包括磁電(diàn)式或压電(diàn)式超声波换能(néng)器，如辐射板式超声波仪、探头式以及NAP反应器等。