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【摘 要】 为了提高污水的处理能力，降低处理成本，提高经济效益，本文从污水处理中主要的高级氧化技术、高级氧化技术在中水处理中的应用，以及高级氧化技术存在的问题与解决方案这三个方面对新型高级氧化技术在污水处理中的应用进行阐述。
【关键词】 氧化技术;污水;处理;应用
一、前言
随着工业的高速发展，每天产生的污水量可谓是与日俱增，由于污水中含有大量的有机物，直接排放水体势必会造成一定环境污染，而面对含有毒素的污水，仅仅是利用普通的生物降解处理方式是不行的，且无法达到所要求的处理效果，此时不得不考虑其他的处理方式，常用的有混凝、沉淀、气浮、高级氧化技术等。本文将对新型高级氧化技术进行分析论述。
二、污水处理中主要的高级氧化技术
2.1.光化学氧化
光化学氧化法作为一种水处理的方法，就是当二氧化钛受到大于禁带宽度的能量（约为3.2eV）激发时，其价带上的电子被激发越过禁带进入导带，同时价带上形成相应的空穴h+，h+大于3.0eV，具有很强的氧化能力，可夺取水分子的电子生成-OH。而导带上的光生电子e-又具有很高的活性，在半导体表面形成氧化还原体系。
由于h+和e-，总会发生简单复合。复合与反应的竞争，使量子效率降低。研究者们联想到用电化学方法来提高量子效率，这种研究发展成为一种电化学辅助的光催化方法。因为电解液中的被激活半导体恰是一短路的微型电化学槽，若把表面覆盖二氧化钛薄膜的导体作为光阳极，并另设一惰性电极，在外加电场的作用下半导体内h+和e-会被更加有效的分离，从而减少了简单复合。光电化学系统的另一个优点是由于导带电子被引到阴极还原水中的H+，因此不需要向系统内鼓入作为电子俘获剂的氧气。已有研究表明电助光催化对诸多有机物都能进行有效降解，包括：染料;对环境有害的芳香族化合物，含氮有机物;其他有机物。它对有毒无机物和微生物细菌如埃希氏杆菌等也能进行有效降解。
2.2.湿式空气氧化
湿式空气氧化技术是在高温（125～320oC）和高压（0.5～20MPa）的条件下，利用空气中的氧或其它氧化剂使废水中的高分子有机物直接氧化降解为无机物或小分子有机物，去除有机物所发生的氧化反应主要是自由基反应。侯纪蓉使用湿式空气氧化技术对乐果生产废水进行预处理，其中有机磷的去除率高达95%，有机硫的去除率可达82%。田进军等采用湿式空气氧化法处理含硫化钠的废碱液，硫化钠的去除率达到99.89%。徐新华等采用湿式空气氧化技术处理邻氯苯酚废水，CODcr去除率在氧过量、270℃条件下，没有催化剂时达到80%以上;在150℃时，催化剂存在的条件下可达90%以上。所以使用催化剂以降低反应温度和压力的湿式空气催化氧化法近年来更是受到广泛的重视与研究。
2.3.超声波技术
超声波是指频率高于20kHz的声波，当一定强度的超声波通过媒体时，会产生空化效应。在空化时伴随发生的高温（1900-5200oC）高压（50662KPa）下水分子裂解导致自由基-OH、-H及H2O2的形成。空化泡崩溃产生的强烈紊动使—OH和H2O2进入整个溶液中，为氧化有毒有害及难降解有机物提供了条件。
对硫磷是目前世界上广泛使用的杀虫剂，在自然界中很难降解，A.Kotronarou等对对硫磷利用超声波降解的方式进行降解，降解效率达到了100%。钟爱国等人使用超声波诱导降解水溶液中甲胺磷，在pH为2.5～10.8，甲胺磷底物浓度为0.5～5.0×104mol/L时，加入亚铁盐（50mg/L）并控制介质温度为30℃左右，通入O2至饱和的条件下，超声辐照2h声强为80W/cm2，结果表明甲胺磷水溶液降解率可达99%。
超声波是一种新的绿色水处理技术，它空化降解水体中有害有机物目前仍处于基础研究阶段，要使该技术工程化和产业化还需要进行大量的工作。
2.4.超临界水催化氧化技术
在超临界状态下，流体的物理性质处于气体和液体之间，既具有与气体相当的扩散系数和较低的粘度，又具有与液体相近的密度和对物质良好的溶解能力，由于超临界水对有机物有很高的溶解能力，但无机化合物尤其是盐却较难溶于其中，有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行，其反应不会因相间转移而受到限制，从而保证了有机物有很好的去除效率。
超临界水催化氧化技术就是将催化剂引入超临界水氧化技术，然后在加快反应速率的同时，还可降低反应温度，优化反应网络。催化反应中一般应用过渡金属氧化物和贵金属作为活性成分，在温度为395℃时停留5min，对质量浓度为100mg/L的乙酸溶液进行了超临界处理。不加催化剂时，乙酸的转化率仅为14%，而加适量催化剂后，其转化率可达97%。对酚的超临界氧化试验表明，以V2O5/Al2O3或MnO2/CeO2为催化剂，在390℃和O2过量的条件下，酚在不到10s内就能完全被降解。
超临界水氧化技术具有反应速度快、氧化效率高，并且不具有二次污染的特点，但是超临界技术的发展还不够完善，對设备和反应条件的要求也过高，目前还不能广泛应用于废水的工业化处理。
三、高级氧化技术在中水处理中的应用
所谓“中水”，是指城市污水或生活污水经过处理后，达到规定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水，其水质介于清洁水（上水）与污水（下水）之间。中水虽不能饮用，但它可以用于一些对水质要求不高的场合，如冲洗厕所、冲洗汽车、喷洒道路、绿化等。中水处理系统水源可分为以下三类：
（1）优质杂排水：包括洗手洗脸水、冷却水、锅炉污水、雨水等，但不含厕所排水，主要污染物为泥灰，处理方法简单。
（2）杂排水：除上述优质杂排水外，还含厨房排水。污染程度高，有油垢、表面活性剂、生物有机物及泥灰。
（3）综合排水：杂排水及厕所排水的混合水，含较高的细菌、BOD和COD，不仅具有前两类废水的污染性，且含有氮、磷的富营养化的性质，处理工艺较为复杂。
【关键词】 氧化技术;污水;处理;应用
一、前言
随着工业的高速发展，每天产生的污水量可谓是与日俱增，由于污水中含有大量的有机物，直接排放水体势必会造成一定环境污染，而面对含有毒素的污水，仅仅是利用普通的生物降解处理方式是不行的，且无法达到所要求的处理效果，此时不得不考虑其他的处理方式，常用的有混凝、沉淀、气浮、高级氧化技术等。本文将对新型高级氧化技术进行分析论述。
二、污水处理中主要的高级氧化技术
2.1.光化学氧化
光化学氧化法作为一种水处理的方法，就是当二氧化钛受到大于禁带宽度的能量（约为3.2eV）激发时，其价带上的电子被激发越过禁带进入导带，同时价带上形成相应的空穴h+，h+大于3.0eV，具有很强的氧化能力，可夺取水分子的电子生成-OH。而导带上的光生电子e-又具有很高的活性，在半导体表面形成氧化还原体系。
由于h+和e-，总会发生简单复合。复合与反应的竞争，使量子效率降低。研究者们联想到用电化学方法来提高量子效率，这种研究发展成为一种电化学辅助的光催化方法。因为电解液中的被激活半导体恰是一短路的微型电化学槽，若把表面覆盖二氧化钛薄膜的导体作为光阳极，并另设一惰性电极，在外加电场的作用下半导体内h+和e-会被更加有效的分离，从而减少了简单复合。光电化学系统的另一个优点是由于导带电子被引到阴极还原水中的H+，因此不需要向系统内鼓入作为电子俘获剂的氧气。已有研究表明电助光催化对诸多有机物都能进行有效降解，包括：染料;对环境有害的芳香族化合物，含氮有机物;其他有机物。它对有毒无机物和微生物细菌如埃希氏杆菌等也能进行有效降解。
2.2.湿式空气氧化
湿式空气氧化技术是在高温（125～320oC）和高压（0.5～20MPa）的条件下，利用空气中的氧或其它氧化剂使废水中的高分子有机物直接氧化降解为无机物或小分子有机物，去除有机物所发生的氧化反应主要是自由基反应。侯纪蓉使用湿式空气氧化技术对乐果生产废水进行预处理，其中有机磷的去除率高达95%，有机硫的去除率可达82%。田进军等采用湿式空气氧化法处理含硫化钠的废碱液，硫化钠的去除率达到99.89%。徐新华等采用湿式空气氧化技术处理邻氯苯酚废水，CODcr去除率在氧过量、270℃条件下，没有催化剂时达到80%以上;在150℃时，催化剂存在的条件下可达90%以上。所以使用催化剂以降低反应温度和压力的湿式空气催化氧化法近年来更是受到广泛的重视与研究。
2.3.超声波技术
超声波是指频率高于20kHz的声波，当一定强度的超声波通过媒体时，会产生空化效应。在空化时伴随发生的高温（1900-5200oC）高压（50662KPa）下水分子裂解导致自由基-OH、-H及H2O2的形成。空化泡崩溃产生的强烈紊动使—OH和H2O2进入整个溶液中，为氧化有毒有害及难降解有机物提供了条件。
对硫磷是目前世界上广泛使用的杀虫剂，在自然界中很难降解，A.Kotronarou等对对硫磷利用超声波降解的方式进行降解，降解效率达到了100%。钟爱国等人使用超声波诱导降解水溶液中甲胺磷，在pH为2.5～10.8，甲胺磷底物浓度为0.5～5.0×104mol/L时，加入亚铁盐（50mg/L）并控制介质温度为30℃左右，通入O2至饱和的条件下，超声辐照2h声强为80W/cm2，结果表明甲胺磷水溶液降解率可达99%。
超声波是一种新的绿色水处理技术，它空化降解水体中有害有机物目前仍处于基础研究阶段，要使该技术工程化和产业化还需要进行大量的工作。
2.4.超临界水催化氧化技术
在超临界状态下，流体的物理性质处于气体和液体之间，既具有与气体相当的扩散系数和较低的粘度，又具有与液体相近的密度和对物质良好的溶解能力，由于超临界水对有机物有很高的溶解能力，但无机化合物尤其是盐却较难溶于其中，有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行，其反应不会因相间转移而受到限制，从而保证了有机物有很好的去除效率。
超临界水催化氧化技术就是将催化剂引入超临界水氧化技术，然后在加快反应速率的同时，还可降低反应温度，优化反应网络。催化反应中一般应用过渡金属氧化物和贵金属作为活性成分，在温度为395℃时停留5min，对质量浓度为100mg/L的乙酸溶液进行了超临界处理。不加催化剂时，乙酸的转化率仅为14%，而加适量催化剂后，其转化率可达97%。对酚的超临界氧化试验表明，以V2O5/Al2O3或MnO2/CeO2为催化剂，在390℃和O2过量的条件下，酚在不到10s内就能完全被降解。
超临界水氧化技术具有反应速度快、氧化效率高，并且不具有二次污染的特点，但是超临界技术的发展还不够完善，對设备和反应条件的要求也过高，目前还不能广泛应用于废水的工业化处理。
三、高级氧化技术在中水处理中的应用
所谓“中水”，是指城市污水或生活污水经过处理后，达到规定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水，其水质介于清洁水（上水）与污水（下水）之间。中水虽不能饮用，但它可以用于一些对水质要求不高的场合，如冲洗厕所、冲洗汽车、喷洒道路、绿化等。中水处理系统水源可分为以下三类：
（1）优质杂排水：包括洗手洗脸水、冷却水、锅炉污水、雨水等，但不含厕所排水，主要污染物为泥灰，处理方法简单。
（2）杂排水：除上述优质杂排水外，还含厨房排水。污染程度高，有油垢、表面活性剂、生物有机物及泥灰。
（3）综合排水：杂排水及厕所排水的混合水，含较高的细菌、BOD和COD，不仅具有前两类废水的污染性，且含有氮、磷的富营养化的性质，处理工艺较为复杂。