难降解有机物废水具有分子结构稳定、极难生物降解、污染物浓度高等特点,传统水处理工艺难以有效去除。高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes, AOPs)通过生成强氧化性自由基(如•OH),能够高效裂解顽固难降解的有机污染物,实现深度净化和达标排放。
一、核心原理
高级氧化技术主要利用氧化剂(如臭氧、过氧化氢、氯等)在催化剂(如TiO₂、MnO₂、Fe²⁺等)的作用下或紫外/可见光等条件激发下,生成大量•OH自由基。这些自由基具有极强的氧化能力,可非选择性地攻击大分子有机污染物的结构,裂解长链、破坏芳香环、转化为二氧化碳和水,实现深度降解。
二、常用高级氧化技术类型
1. 臭氧/臭氧+UV(O₃/UV)
利用臭氧在紫外光或催化剂作用下裂解生成•OH。
适合高浓度难降解有机污染物。
2. 过氧化氢(H₂O₂)/紫外(UV/H₂O₂)
在紫外光照条件下,H₂O₂光解产生•OH。
操作简便,适合中高浓度难降解废水。
3. 臭氧+过氧化氢(O₃/H₂O₂)
复合氧化体系,协同生成•OH,氧化能力增强。
4. Fenton/Fenton-like反应(Fe²⁺/H₂O₂)
利用Fe离子催化H₂O₂生成大量•OH,处理难降解有机物。
适用于中低浓度废水。
5. 光催化(TiO₂、氧化铝等)
在紫外或可见光照射下,激发催化剂表面产生•OH,用于降解复杂有机污染物。
三、工艺流程示意
预处理:调节pH、去除悬浮物。
氧化反应:
投加氧化剂(臭氧、H₂O₂等);
配合紫外、催化剂、温度调整,激发•OH生成。
反应时间控制:确保•OH持续作用,充分裂解污染物。
后续处理:
生物降解(针对部分中高浓度废水);
过滤或吸附去除残余毒物。
四、优势与应用效果
极高的氧化能力:可以裂解大分子、芳香族、难降解的有机物;
缩短处理时间:比传统化学氧化反应快得多;
多适用:适合各种难处理的工业废水(如染料废水、石油化工废水、农药废水等);
达标排放或资源回收:可降低COD、TOC,甚至分解有毒中间产物。
结论
高级氧化技术作为处理难降解有机废水的关键手段,具有高效、深度和广谱的优点。未来结合新型催化剂、新能量利用技术和资源化途径,将推动有机废水治理迈向更绿色、更经济的方向。如需要具体工艺设计或技术选型建议,我可以为您提供更详细的方案!