Ⅰ 水處理高級氧化技術內容簡介
本書以水處理為主線，全面詳細地敘述了水處理工程的相關技術與知識。它通過水質分析、水處理方法描述及工藝流程講解，將水處理理論、工藝技術、工藝流程系統化、功能化，並通過工程實例分析綜合，具有極高的實踐指導意義。
本書不僅注重對傳統水處理技術的介紹，還緊跟當今水處理工程技術的發展潮流，著重介紹了新工藝、新方法。從實用角度出發，本書對各種水處理技術特點進行了深入敘述，內容全面且條理清晰，理論與實踐緊密結合，是水處理工程技術領域的寶貴參考資料。
本書適合高等學校的環境工程、市政工程、環境科學等專業本科及研究生作為教材使用，亦可供相關專業工程技術人員、科研人員作為參考書。
本書的編寫旨在深入淺出地闡述水處理工程的技術與知識，通過系統化、功能化的工藝流程講解，以及實用的工程實例分析，為讀者提供全面、深入的水處理工程技術知識。同時，本書緊跟水處理技術的發展潮流，注重介紹新工藝、新方法，為讀者提供最新的水處理技術信息，以滿足不同層次讀者的需求。
本書不僅是一本理論與實踐相結合的水處理工程技術書籍，更是一本全面介紹水處理工程新工藝、新方法的參考書。它不僅為水處理工程領域的研究人員、工程技術人員提供了寶貴的知識資源，也為高等學校的環境工程、市政工程、環境科學等專業學生提供了深入學習水處理工程技術的教材。
Ⅱ 什麼是高級氧化技術
高級氧化技術目前廢水處理最常用的生物法對可生化性差、相對分子質量從幾千到幾萬的物質處理較困難，而化學氧化法可將其直接礦化或通過氧化提高污染物的可生化性，同時還對環境類激素等微量有害化學物質的處理方面有很大的優勢。然而O3、H2O2和Cl2等氧化劑的氧化能力不強且有選擇性等缺點難以滿足要求。1987年Gaze等人提出了高級氧化法（Advanced Oxidation processible, 簡稱AOPs)，它克服了普通氧化法存在的問題，並以其獨特的優點越來越引起重視。
Gaze等人將水處理過程中以羥基自由基為主要氧化劑的氧化過程稱為AOPs過程，用於水處理則稱為AOP法。典型的均相AOPs過程有O3/UV, O3/H2O2, UV/H2O2, H2O2/Fe2+(Fenton試劑）等，在高pH值情況下的臭氧處理也可以被認為是一種AOPs過程，另外某些光催化氧化也是AOP過程。
高級氧化法最顯著的特點是以羥基自由基為主要氧化劑與有機物發生反應，反應中生成的有機自由基可以繼續參加·HO的鏈式反應，或者通過生成有機過氧化自由基後，進一步發生氧化分解反應直至降解為最終產物CO2和H2O, 從而達到氧化分解有機物的目的。與其他傳統的水處理方法相比，高級氧化法具有以下特點：產生大量非常活潑的羥基自由基·HO其氧化能力（2.80v）僅次於氟（2.87），它作為反應的中間產物，可誘發後面的鏈反應，羥基自由基與不同有機物質的反應速率常數相差很小，當水中存在多種污染物時，不會出現一種物質得到降解而另一種物質基本不變的情況；·HO無法選擇地直接與廢水中的污染物反應將其降解為二氧化碳、水和無害物，不會產生二次污染；普通化學氧化法由於氧化能力差，反應有選擇性等原因，往往不能直接達到完全去除有機物降低TOC和COD的目的，而高級氧化法則基本不存在這個問題，氧化過程中的中間產物均可以繼續同羥基自由基反應，直至最後完全被氧化成二氧化碳和水，從而達到了徹底去除TOC、COD的目的；由於它是一種物理化學過程，很容易加以控制，以滿足處理需要，甚至可以降低10-9級的污染物；同普通的化學氧化法相比，高級氧化法的反應速度很快，一般反應速率常數大於109mol-1Ls-1, 能在很短時間內達到處理要求；既可作為單獨處理，又可與其他處理過程相匹配，如作為生化處理的預處理，可降低處理成本。
前人的研究成果已證實了高級氧化法在廢水處理中的實用性，並在水處理領域顯示了廣泛的處理前景。實際上在國外，尤其是歐洲，高級氧化法處理廢水早已經在一些對經濟成本不敏感的工業過程中得到了廣泛的應用，在國內近年來也應用UV/H2O2過程處理造紙廠廢水並取得顯著進展，O3/UV系統處理廢氣的研究早已展開。近年來，高級氧化過程應用領域已擴展到水體中難降解的持久性污染物。此外，高級氧化過程所需的新型反應器、撞擊流反應器、高級氧化法偶合的研究也正在展開，以便進一步強化廢水的降解和提高其處理效果。在城市污水消毒、醫院污水處理，以及野外污水處理等方面高級氧化過程也有應用的實例。隨著對高級氧化的深入研究，可望在不久的將來在更多的領域內有廣泛的應用，也會產生新的理論和技術。 高級氧化技術在農葯廢水處理中的應用更新時間：1-7 14:41 作者: 張英民，李開明，周偉堅，王煒，張照雲，賈燕 摘要:綜述了農葯廢水處理的高級氧化處理技術，包括光催化法、芬頓法(Fenton)、臭氧(O3)氧化法、催化濕式 氧化(CWAO)法、超聲降解法與電化學法。結合農葯廢水處理方法的進展，介紹了各種高級氧化方法在應用方面 取得的成果和存在的問題，並對高級氧化方法在農葯廢水處理方面的應用提出展望。關鍵詞:高級氧化;農葯;廢水處理現化化農業生產中，農葯在提高農作物產量、減少病蟲害方面扮演著十分重要的角色。中國是農葯 生產大國，2001年以來，每年農葯產量以不低於5% 的速度增長。2007年全國農葯原葯產量達173萬 t，居世界第1位。每年全國排放的農葯生產廢水達 上億噸，而處理率不足10%。由於農葯廢水有機物濃度高，污染物成分復雜，難生物降解、毒性大，對環境造成極大危害[1]。目前農葯廢水主要處理方法有物理法(吸附、吹 脫、重力分離等)和生化法(好氧生物處理、厭氧生物 處理)和化學法(焚燒、高級氧化等)[2]。物理法並沒 有徹底去除污染物，只是改變了污染物存在形態和 方式;生化法在我國應用起步很早，20世紀80年代 就有學者採用微生物降解有機磷農葯[3]，但生化法 仍存在處理時間長、效率低的問題，限制了生化法的 進一步發展;化學法中的高級氧化法能夠產生具強 氧化性的羥自由基(·OH)，將有機污染物最終氧化成二氧化碳、水和礦物鹽，具有處理時間短、無選 擇性的優點[4]，近年來發展迅速。常用的高級氧化 處理技術有光催化法、Fenton法、臭氧(O3)氧化、催 化濕式氧化(CWAO)等，這些技術可單獨使用，也 可組合使用，同時亦可以做為農葯廢水預處理工序。 本文就當前廣泛採用的農葯廢水高級氧化處理技術 進行簡單介紹。1光催化氧化法在光輻射作用下發生的化學氧化反應可稱為光催化氧化。光化學反應需要利用各種人造光源或自然光。催化劑是光催化反應中至關重要的物質，目 前的催化劑多為半導體材料，常見光催化劑有 TiO2、ZnO、SnO2和Fe2O3等[5]。利用光催化降解農葯廢水早已有相關研究，JARNUZI[6]等以懸浮態 的TiO2為催化劑，利用光催化氧化法處理殺蟲劑 五氯苯酚(C6Cl5OH，PCP)，並推導了光催化降解 PCP的步驟。葛飛[7]等採用TiO2膜淺池反應器對 甲胺磷農葯廢水進行處理，結果表明，經生化處理後 甲胺磷農葯廢水COD的去除率達到85.64%，達到 國家《污水綜合排放標准》中的一級標准，而有機磷 的去除率可達到100%，顯示出光催化氧化反應的良好處理能力。雖然光催化降解農葯廢水具有降解時間短、效率高等優點，但也存在光源利用率較低的缺點。將光 催化氧化技術與其它高級氧化技術聯合使用，可以提 高處理效率，強化氧化能力，近年來受到研究者的重視。荊國華[8]等利用UV/Fenton技術處理三唑磷農葯廢水，結果表明，Fe2+∶H2O2為1∶20時，光解效果較佳，反應速率常數在0.03min-1，COD去除率可達 到90%。彭延治[9]等利用UV/TiO2/Fenton聯用光催化降解敵百蟲農葯廢水，當敵百蟲農葯濃度為0.1 mmol/L，TiO2質量濃度為2g/L，Fe3+用量為0.10 mmol/L，H2O2用量為2mmol/L，光照時間為2h時， 敵百蟲農葯有機磷的降解率為92.50%。2Fenton氧化法酸性環境下，Fenton試劑可產生高活性的· OH，其高達2.8V的氧化電位，可以與有機物發生親電加成、去氫反應、取代反應和電子轉移反應，從而降解有機污染物。楊新萍[10]等採用Fenton試劑 處理COD為1.29×104mg/L的有機氯農葯廢水， COD和色度去除率分別為47.8%和84.4%。朱樂 輝[11]等利用Fenton法處理農葯廢水，實驗用H2O2的投加量50mmol/L，Fe2+∶H2O2為1∶10，經2h 處理後，COD去除率可達68.07%，色度去除率可達90.11%，廢水可生化性由0.012提高至0.248。 Fenton反應也有缺點[12]，第一，只有在酸性條件 (pH<3.0)才能產生高活性的·OH;第二，會產生 大量的含鐵污泥;第三，H2O2利用率不高。近年來又出現了Fenton與其它方法聯合使用 處理手段，如光/Fenton、微電解/Fenton和電/ Fenton等，從而大大提高了Fenton法處理農葯廢水 的效果和應用范圍。Badawy[13]等採用UV/Fenton 聯用法處理殺蟲劑殺螟硫磷(fenitrothion)、二嗪農 (diazinon)和丙溴磷(profenofos)，Fenton法單獨處 理時，經90min處理後三種殺蟲劑的TOC去除率 分別為54.1%，12.9%和50.3%;採用UV/Fenton 法處理時，經90min處理後三種殺蟲劑的TOC去 除率分別為86.9%、56.7%和89.7%。這是由於 Fe3+絡合離子和H2O2在紫外光照下形成Fe3+和 ·OH，加速了Fenton反應進行，同時也促進了 H2O2分解，進而提高處理效率，縮短反應時間。3臭氧(O3)氧化法臭氧(O3)是一種強氧化性氣體，可以將有毒、難生物降解有機物環狀分子或長鏈分子的部分斷裂，從而使大分子物質變成小分子物質，生成了易於生化降解的物質，消除或減弱它們的毒性，提高了廢水的可生化性。有關研究表明，廢水中的許多農葯類有機污染物可與臭氧迅速反應，包括有機氯農葯、 有機磷農葯、苯氧酸有機物、有機氮農葯和酚類化合 物[14]。陸勝民[15]等研究了臭氧對樂果的降解效果 及其影響因素。試驗結果表明，當初始臭氧濃度為 10mg/L時，5min內可使樂果降解80%左右。同時，通過在樂果和臭氧的反應液中再分別添加重碳酸鹽與叔丁醇，探討臭氧降解樂果的反應機理，結果表明臭氧降解樂果是分子反應。夏曉武[16]等採用O3產生量為800g/h的臭氧發生器對某農葯廠殺蟲雙生產廢水進行預處理的實際應用研究。經O3預處理後，COD去除率為51%，可生化性由0.15提高 到0.41，廢水的可生化性明顯提高。由於單獨O3反應選擇性較強，其對有機物的礦化能力受劑量和時間限制明顯，故又出現了O3 與其它高級氧化聯用技術，如O3/UV、O3/超聲等，更加強化了高級氧化方法的處理效果。胡冰[17]利 用超聲臭氧聯合處理敵敵畏和氧樂果兩種有機磷農葯模擬廢水，取得了較好的處理效果。在臭氧混合氣體流量為25.06m3/h、pH值為10的條件下，用超聲和臭氧聯合處理初始COD濃度為1000mg/L 的敵敵畏溶液和800mg/L的氧樂果溶液，在30min 內，敵敵畏溶液的COD去除率達到62.7%、敵敵畏的降解率達到62.4%;氧樂果溶液的COD去除率達到79.2%，氧樂果的去除率達到85.4%。4催化濕式氧化(CWAO)法濕式氧化技術(WAO)是一種處理高濃度、難降解、重污染、高毒性有機廢水的有效方法，但該方法一般需要高溫(125~320℃)和高壓(0.5~20MPa)的反應條件下進行。20世紀80年代中期，在WAO基礎上發展起來催化濕式氧化技術(CWAO)，由於採用了 催化劑，降低了反應溫度和壓力，因而減少了設備投資和處理費用。趙彬俠[18]等通過共沉澱法制備了用於濕式氧化吡蟲啉農葯廢水的Mn/Ce復合催化劑， 探討了濕式催化氧化吡蟲啉農葯廢水的適宜反應溫 度和氧分壓。結果表明，Mn/Ce催化劑晶粒細小，晶粒尺寸小於15nm，在溫度190℃、氧分壓1.6MPa、進 水pH為6.21的條件下經120min處理，COD去除率達93.1%;Mn/Ce復合催化劑對濕式氧化吡蟲啉農 葯廢水顯示較好的活性和穩定性。董俊明[19]等通過 浸漬法制備了以4種氧化物為主活性組分的負載固定型催化劑，用於過氧化氫催化濕式氧化處理有機農葯廢水。實驗表明，四元組合MnO2-CuO2-CeO2-CoO 催化劑性能較好，當反應在常溫常壓下，維持pH=7 ~9，反應時間為40min時，COD的去除率大於80%， 色度去除率大於90%。5其它高級氧化技術除前述幾種農葯廢水的高級氧化方法外，還有 超聲降解法、電化學等處理方法。超聲波對有機污 染水體的降解作用，主要源於聲空化效應。在超聲 波負壓相的作用下，液相分子間形成空化泡，空化泡 又在正壓相作用下迅速崩潰，導致氣泡內蒸氣相絕 熱加熱，產生瞬時高溫高壓，同時產生有強烈沖擊力 的高速微射流，從而使有機物發生化學鍵斷裂、高溫 分解或自由基反應等情況。盡管使用超聲波降解水 體中化學污染物具有操作簡單、方便等優點，但超聲 波的產生需要消耗大量的能量，能耗較高。電化學氧化是在電極表面的電氧化作用下產生 的自由基而使有機物氧化，可分為直接電化學氧化 和間接電化學氧化兩種模式。有機物在電極表面發 生氧化還原反應稱為直接電化學氧化。利用電化學 反應產生氧化劑(還原劑)使污染物降解的方法間接 電化學氧化。電化學方法高濃度生物難降解有機廢 水處理方面效果明顯，但電極材料壽命短、能耗較大 等問題，限制了電化學氧化方法在水處理領域的廣泛應用。6展望高級氧化技術具有氧化能力強、氧化過程無選 擇性和反應徹底等優點，應用於高濃度、難降解的農 葯廢水處理中具有物理法和生化法無法比擬的優 點，顯示出廣闊的應用前景。如今，各種高級氧化的 處理技術經常聯合使用，或者將高級氧化法與生物 處理法聯合使用，提高處理效果。但高級氧化法仍 面臨著處理效率需要提高、處理成本需要降低等問 題，有賴於在今後的研究過程中實現進一步的突破。
Ⅲ 什麼是高級氧化技術
高級氧化技術，又稱深度氧化，通過電、光、催化劑及氧化劑的協同作用，產生活性極高的自由基，如HO•，對水體中的大分子難降解有機物進行高效降解。該技術包括多種方法，如化學氧化法、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。
化學氧化法中，如Fenton試劑氧化法，利用H2O2在Fe2+催化下氧化廢水，尤其對苯酚類、苯胺類有明顯優勢。但成本高、工藝復雜，有待改進。臭氧氧化法雖能有效去除有機物，但產物多為羧酸，且需配合其他強化手段以提高效率。
電化學催化氧化法具有高效、簡單、自動化操作的優點，但存在電耗高、電極材料成本等問題。濕式氧化技術包括濕式空氣氧化和催化濕式空氣氧化，前者在高溫高壓下氧化有機物，後者則通過催化劑降低條件並提高效率。
超臨界水氧化技術利用水在超臨界狀態下的特性，提高反應速率，徹底氧化有機物。光催化氧化則利用光能促進有機物降解，但需解決光化學反應不徹底的問題。超聲波氧化利用聲波空化產生局部高溫高壓環境，實現溫和條件下的高效處理。
總的來說，高級氧化技術是一種多途徑、高效但挑戰性較大的水處理技術，針對不同類型的難降解有機物，各種方法各有優勢和挑戰，是當前環境治理領域的研究熱點。
Ⅳ 關於高級氧化技術(AOPs)
高級氧化技術是一種通過生成自由基來氧化分解水體中大分子難降解有機物的方法。以下是關於高級氧化技術的詳細解答：
1. 技術原理： AOPs通過電光輻照、催化劑等手段生成自由基，主要是羥基自由基和硫酸根自由基。 這些自由基與有機化合物反應，將大分子難降解有機物氧化分解為低毒或無毒的小分子物質，甚至完全分解為CO2和H2O。
2. 自由基的特性： 羥基自由基是最早被研究和應用的自由基，其氧化還原電位高達2.8V，對有機物的氧化作用廣泛。 硫酸根自由基具有更長的半衰期和更小的pH影響范圍，選擇性更強，近年來在AOPs技術中受到越來越多的關注。
3. 氧化劑的使用： 過硫酸鹽，包括過一硫酸鹽與過二硫酸鹽，是AOPs常用的氧化劑。 直接使用過硫酸鹽時，其標准氧化還原電位為2.01V，常溫下穩定性高，對有機物的降解效果不佳。 通過活化技術，過硫酸鹽可以生成具有更高氧化還原電位和更快反應速率的硫酸根自由基，有效礦化大部分有機污染物。
4. 技術關鍵： 如何有效激活過硫酸鹽，生成更多的硫酸根自由基，是提高高級氧化技術效率和效果的關鍵。
綜上所述，高級氧化技術是一種高效、環保的水處理技術，通過生成自由基來氧化分解水體中的難降解有機物。在實際應用中，需要關注自由基的生成、氧化劑的選擇和活化技術的優化等方面，以提高技術的效率和效果。