高级氧化法在水处理领域中的应用研究-聂冬

书第３６卷第２期２０１４年６月延边大学农学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＹａｎｂｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ．３６Ｎｏ．２Ｊｕｎ．２０１４收稿日期：２０１４－０４－１５基金项目：国家自然科学基金（５１２６９０３２）作者简介：聂冬（１９９１—），女，吉林梅河口人，在读硕士，研究方向为环境科学。金明姬为通信作者，Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉｎｍｉｎｇｊｉ＠ｙｂｕ．ｅｄｕ．ｃｎ高级氧化法在水处理领域中的应用研究聂冬１，金明姬２＊，董微巍２，周善英３（１．延边大学理学院；２．延边大学农学院；３．延吉市污水处理有限公司：吉林延吉１３３０００）摘要：阐述了Ｆｅｎｔｏｎ法、Ｏ３氧化法、光化学氧化法、电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法、超声波氧化法等不同高级氧化技术的反应原理及在水处理领域中的研究现状，并探讨了不同高级氧化技术在应用过程中存在的问题及今后的研究方向。关键词：高级氧化法；水处理；应用研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎａｄｖａｎｃｅｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔＮＩＥＤｏｎｇ１，ＪＩＮＭｉｎｇｊｉ２＊，ＤＯＮＧＷｅｉｗｅｉ２，ＺＨＯＵＳｈａｎｙｉｎｇ３（１．ＰｈｙｓｉｃａｌＧｅｏｇｒａｐｈｙＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＳｃｉｅｎｃｅｓＣｏｌｌｅｇｅｏｆＹａｎｂｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；２．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＹａｎｂｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；３．ＹａｎｊｉＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＳｅｗａｇｅＣｏ．Ｌｔｄ．：ＹａｎｊｉＪｉｌｉｎ１３３０００）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｄｖａｎｃｅｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ．ＳｕｃｈａｓＦｅｎｔｏｎｏｘｉｄａｔｉｏｎ，Ｏ３ｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｐｈｏｔｏ－ｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｗｅｔａｉｒｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｓｕ－ｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｗａｔｅｒｏｘｉｄａｔｉｏｎａｎｄｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｏｘｉｄａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍａｉｎｉｓｓｕｅｓａｎｄｔｈｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｔｒｅｎｄｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｆｏｒｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｄｖａｎｃｅｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓｉｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｄｖａｎｃｅｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓ；ｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ａｐｐｌｉｅｄｒｅｓｅａｒｃｈ中图分类号：ＴＵ９９１．１文献标识码：Ａ文章编号：１００４－７９９９（２０１４）０２－０１７９－０７高级氧化法（Ａｄｖａｎｃｅｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ＡＯＰｓ）又称深度氧化法，是利用氧化剂、催化剂、光、电超声波等技术，在反应中产生大量的氧化性强的氧化活性物质（如·ＯＨ等），并通过氧化活性物质与污染物之间的加合、取代、电子转移与断键等反应过程，将污染物分解成小分子物质或ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等无机物［１－２］的污水处理技术。高级氧化法通过不断深入的研究，在污水处理领域具有较好的应用前景，特别在生物难降解污染物处理领域备受关注。生物难降解污染物一般分子量较大、化学结构稳定并含有对微生物生长不利的毒性物质。因此，采用一般的生物处理难以达到有效的处理效果，而高级氧化法在此方面具有较大优势。高级氧化法根据其产生自由基的方式和反应条件，大致可分Ｆｅｎｔｏｎ法、Ｏ３氧化法、光化学氧化法、电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法及超声波氧化法等。延边大学农学学报第３６卷１Ｆｅｎｔｏｎ法Ｆｅｎｔｏｎ法最早由Ｗｅｉｓｓ和Ｈａｂｅｒ提出，所谓Ｆｅｎｔｏｎ试剂即为Ｈ２Ｏ２与Ｆｅ２＋的结合［３］。Ｈ２Ｏ２在Ｆｅ２＋的催化作用下，通过一系列连锁反应产生氧化性强的羟基自由基（·ＯＨ），在·ＯＨ强氧化作用下，大分子污染物逐渐分解成小分子或ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等无机物。Ｆｅｎｔｏｎ系统中·ＯＨ的产生机理主要如下：Ｆｅ２＋＋Ｈ２Ｏ２→Ｆｅ３＋＋·ＯＨ＋ＨＯ－（１）近年来，Ｆｅｎｔｏｎ法应用较为广泛。张晓娟［４］等利用Ｆｅｎｔｏｎ法对石油炼化企业污水回用装置反渗透水进行了处理，结果ＣＯＤ出水浓度达到国家一级排放标准。任国栋［５］等利用Ｆｅｎｔｏｎ法对高色度染料中间体废水进行了处理，结果色度去除率达８８．１％。Ｆｅｎｔｏｎ法在研究开发过程中为增强系统氧化性能，在原Ｆｅｎｔｏｎ法基础上，又演变出了一系列类Ｆｅｎｔｏｎ法