高級(jí)氧化技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)
一、高級(jí)氧化法的原理
高級(jí)氧化工藝（Advanced Oxidation Processes,簡(jiǎn)稱AOPS）是20世紀(jì)80年代開(kāi)始形成的處理有毒污染物技術(shù)，是以羥基自由基為主要氧化劑，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解過(guò)程。
特點(diǎn)：
【1】高效性：通過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基（·OH），羥基自由基的氧化電位達(dá)2.8V，僅次于很強(qiáng)的氟(3.06V)，是臭氧的1.35倍。
【2】無(wú)二次污染：自由基反應(yīng)能夠徹底分解無(wú)機(jī)物為無(wú)害的產(chǎn)物如CO2和H2O等，是很佳的綠色氧化劑或綠色的氧化技術(shù)。
【3】適用范圍廣：羥基自由基的電子親和力強(qiáng)，可直接將飽和烴中的H直接拖拽出來(lái)，使有機(jī)物自身得以氧化，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解;
【4】可控性：AOPs實(shí)際是一種物理-化學(xué)處理過(guò)程，其過(guò)程易控制。
二、高級(jí)氧化技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)
1、Fenton高級(jí)氧化法
原理
過(guò)氧化氫與催化劑Fe2+構(gòu)成的氧化技術(shù)體系稱為Fenton氧化法。
優(yōu)點(diǎn)
【1】過(guò)氧化氫分解速度快，氧化速率較高；
【2】初始投資成本低
缺點(diǎn)
【1】Fe2+催化劑難以分離和重復(fù)使用；
【2】受低pH限制大,需添加大量藥劑調(diào)節(jié)pH，產(chǎn)水TDS增高；
【3】出水經(jīng)常帶有大量Fe2+會(huì)造成二次污染，增加了后續(xù)處理的難度和成本；
【4】過(guò)氧化氫儲(chǔ)存要求。
可行性分析
前期投入：★★★★
運(yùn)營(yíng)費(fèi)用：★★★
后處理費(fèi)用：★★
去除效果：★★★
2、臭氧氧化法
原理
臭氧作為優(yōu)良的強(qiáng)氧化劑，工業(yè)上主要采用的是臭氧直接氧化和通過(guò)形成的羥基自由基進(jìn)行自由基氧化。
優(yōu)點(diǎn)
【1】臭氧本身消毒、除色、除臭、去除有機(jī)物和 COD 方面都有很好的效果；
【2】臭氧氧化法降解有機(jī)物速度快，條件溫和；
【3】不產(chǎn)生二次污染。
缺點(diǎn)
【1】臭氧發(fā)生器能耗較大，運(yùn)行成本較高；
【2】臭氧尾氣和殘留溶解臭氧的去除增加后處理成本。
可行性分析
前期投入：★★
運(yùn)營(yíng)費(fèi)用：★★★★
后處理費(fèi)用：★★★★
去除效果：★★★★
3、電催化氧化法
原理
通過(guò)電極反應(yīng)直接和間接氧化祛除污水中污染物。
優(yōu)點(diǎn)
【1】電解裝置簡(jiǎn)單，易操控，價(jià)格較低；
【2】陽(yáng)極可以破壞不同類型的有機(jī)物；
【3】陰極可以回收有機(jī)污染物與重金屬同步進(jìn)行。
缺點(diǎn)
【1】電極消耗大，反應(yīng)效率不高；
【2】能耗較高，設(shè)備成本較高;
【3】反應(yīng)器放大研究不充分。
可行性分析
前期投入：★★★
運(yùn)營(yíng)費(fèi)用：★★★★
后處理費(fèi)用：★
去除效果：★★★★
4、超聲氧化法
原理
超聲氧化法是通過(guò)16kHz-1MHz的超聲波輻射溶液，使溶液產(chǎn)生超聲空化，在溶液中形成局部高溫高壓和生成局部高濃度氧化物·OH，并和H2O2可形成超臨界水，快速降解有機(jī)污染物。
優(yōu)點(diǎn)
超聲氧化法集合了自由基氧化、焚燒、超臨界水氧化等多種水處理技術(shù)的特點(diǎn)，降解條件溫和、效率高、適用范圍廣、 無(wú)二次污染。
缺點(diǎn)
能耗大，反應(yīng)器設(shè)計(jì)放大的研究并不充分，目前還難以實(shí)現(xiàn)工程化。
可行性分析
前期投入：★★★
運(yùn)營(yíng)費(fèi)用：★★
后處理費(fèi)用：★★★
去除效果：★★★★
5、光催化氧化法
原理
光催化氧化法是通過(guò)氧化劑在光的激發(fā)和催化劑的催化作用下產(chǎn)生的·OH氧化分解有機(jī)物。
優(yōu)點(diǎn)
與傳統(tǒng)的處理方法相比，如吸附法、混凝法、活性污泥法、物理法、化學(xué)法等相比較，光催化氧化降解水中有機(jī)污染物具有能耗低、操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)條件溫和、可減少二次污染等。
缺點(diǎn)
【1】紫外光的吸收范圍較窄，光能利用率較低，受催化劑性質(zhì)、紫外線波長(zhǎng)和反應(yīng)器的限制，光能利用率低；
【2】透光度較差的廢水會(huì)影響光催化效果；
【3】催化劑回收困難易失活；
【4】催化劑回收困難易失活；
【5】工業(yè)擴(kuò)大化研究不充分。
可行性分析
前期投入：★★
運(yùn)營(yíng)費(fèi)用：★★★
后處理費(fèi)用：★★★
去除效果：★★★
6、濕化氧化法
原理
高溫高壓下，利用氧化劑將廢水中有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，從而達(dá)到去除污染物的目的。
優(yōu)點(diǎn)
應(yīng)用范圍廣，高效、流程簡(jiǎn)單，占地面積小，無(wú)二次污染。
缺點(diǎn)
反應(yīng)條件苛刻，對(duì)設(shè)備要求很高，燃料消耗大。
可行性分析
前期投入：★★★★
運(yùn)營(yíng)費(fèi)用：★★★★
后處理費(fèi)用：★
去除效果：★★★★
7、超臨界水氧化法
原理
在超臨界水的狀態(tài)下將廢水中所含的有機(jī)物用氧化劑迅速分解成水、二氧化碳等簡(jiǎn)單無(wú)害的小分子化合物。
優(yōu)點(diǎn)
超臨界水對(duì)有機(jī)物的氧氣都是極好的溶劑，因此有機(jī)物的氧化可以在富氧的均一相中進(jìn)行，反應(yīng)不會(huì)因相間轉(zhuǎn)移而受限制。同時(shí)高的反應(yīng)溫度，也使反應(yīng)速度加快。其中催化超臨界水氧化技術(shù)具有更強(qiáng)的降解能力和較低的反應(yīng)溫度與壓力。
缺點(diǎn)
【1】設(shè)備及工藝要求高，一次性投資大；
【2】設(shè)備的防腐和鹽沉積問(wèn)題并未完全解決；
【3】反應(yīng)機(jī)理上還需進(jìn)一步探討。
可行性分析
前期投入：★★
運(yùn)營(yíng)費(fèi)用：★★★★
后處理費(fèi)用：★★
去除效果：★★★★
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