高级氧化在工业废水处理中的应用效果分析

中化化工科学技术研究总院有限公司 黄娟

以我国现阶段的工业水平为标准，高级氧化技术是废水处理中是较先进的一项技术手段。高级氧化技术在处理高浓度、含剧毒的工业废水方面功效巨大，成绩斐然。在环境保护和生态发展方面，高级氧化技术也起到了非常重要的作用。因废水的有效处理为水资源和水生生物提供了一定的安全保障。因此，该项技术已经被广泛应用于我国的各项工业领域中。但是，高级氧化技术的也有一定的局限性，它的成本相对偏高，运行方面就会因此而受到阻力，同时高级氧化技术作为一项新兴的技术，它在工业中的应用还存在一些技术问题需要解决。另外，高级氧化技术还要与我国的生产实际相结合，以确保其在实际生产应用中能发挥最大的作用，达到最佳效果。

一、什么是高级氧化技术

高级氧化技术主要是应用在工业废水处理方面，它处理工业废水的主要手段如图1所示，是利用电、磁、声等物理化学作用来处理工业废水，在废水的处理过程中，高级氧化技术的应用会产生羟基自由基，由此来解决工业废水中无法通过自然生物降解的有机物，把这些有机物氧化成无害、无毒或者微毒的可以被自然界自然降解的一些小分子物质。除此之外，高级氧化技术还可以把工业废水直接氧化成为二氧化碳或者是水分子，让工业废水被更加高效地矿化和净化。由此可见，高级氧化技术作为一项工业废水处理技术，在行业领域中有着极大的发展优势，它的氧化速度很快，适应功能一流，可使用范围广泛，是一项不可多得的工业废水处理技术，在现阶段的工业发展领域有着非常广阔的前景和发挥的余地[1]。

图1 工业领域的高级氧化技术的使用

二、在工业领域中具体实施的高级氧化技术分类

高级氧化技术还可以进行更为细致的分类，以确定在哪一项工业生产中可以采用哪一种技术，让高级氧化技术在工业生产中应用得当并发挥最大的作用。比如，工业生产中涉及的高级氧化技术有臭氧法、微波辅助氧化法和芬顿法等。以下将着重分析和探讨不同高级氧化技术在不同工业生产过程中对废水的具体处理方案，并以此分析高级氧化技术在工业废水处理方面发挥的具体作用和应用效果。只有在对高级氧化技术进行深刻理解和详细分析的基础上，才能够在现有的基础上发展高级氧化技术，让这项技术更加适应21世纪的发展潮流和工业发展需要。为工业生产发展和水环境保护作贡献，真正做到生态文明向前走，生产工业不落后。

（一）芬顿法在工业生产方面的具体应用

芬顿法作为高级氧化技术的一种，是目前国际上比较热门和受关注的技术，并且因为芬顿法的实用性，和适用性它在国际上一直都是非常热点的研究话题。芬顿法（如图2所示）的主要作用原理是采用二价铁离子等一系列的金属离子作为主要作用物质，通过二价铁离子等金属离子发挥作用并由此产生羟基自由基，这种羟基自由基的存在，在工业废水的处理中着非常重要的作用，它通过自身的作用破坏污染物质的有机结构，从而把这种有机物质分解成为小分子物质，并且还可以直接把一些污染物分解成为如水和二氧化碳这样的无毒无害无污染的物质，以此达到工业废水处理的目的，并取得了十分良好的效果。当然，芬顿法也有不足之处，最大的不足就是芬顿法所消耗的运行成本是巨大的，其高质量、高工作效率的背后，面临着巨大的成本付出，这对很多规模不是很大的工业生产企业来说是有很大负担的，这也就导致了芬顿法虽然处理效果非常好，却难以普及。因此，芬顿法也一直是国际工业生产领域的热门讨论话题，希望通过更深入的研究来让芬顿法更加简便快捷，并能够减少其庞大的成本输出，做到最大限度的普及，从而能够在工业生产领域有所发展有所进步，更重要的是为了能够更好地保护环境，保护水资源，实现可持续发展[2]。

图2 芬顿法的具体操作流程

（二）臭氧氧化法在工业生产方面的具体应用

臭氧本身就会和多种物质或者催化剂发生一系列的物理化学反应，并在反应的过程中形成一些羟基，羟基在废水处理过程中可以作为一种强氧化剂，这种强氧化剂在工厂废水处理中通常扮演着非常重要的角色，它们会起到比较明显的脱色和除臭的功效，能够让工业废水中一些带有明显颜色和气味的废水得到良好的处理，让其不会污染到水环境并造成水环境中生态系统的破坏，也能有效避免有害气体的逸散。同时，臭氧在完成工业废水的处理工作以后，它也非常容易被分解和处理，不会造成臭氧的扩散，因此，臭氧氧化法是一种相对稳定和环保的废水处理方法。臭氧氧化法所采用的处理废水的材料，不会给整个生态环境带来负担同时还能够有效处理掉废水，因而，该项技术的运用对工业废水的处理是具有非常积极的作用和影响，更给当代研究人员一个新的关于废水处理的发展思路和研究方向。比如，在当下，大部分造纸厂采用的就是臭氧氧化法来处理工业废水，该技术只需要达到每分钟14g的臭氧用量就可以在半个小时左右观察到明显的效果，其处理废水的速度是比较迅速，且在材料的消耗上也较少，工业运行成本较低。如果在这个过程中还需要速度更快，加大臭氧的使用量即可，臭氧用得越多其反应速度也会随之加快，这在很大程度上减轻了操作的难度，也减轻了工作人员的工作压力即便是小型企业也能够负担得起。因此，在现阶段臭氧氧化法是大多数企业的首选，也是较为普及的一种高级氧化技术[3]。

（三）微波辅助氧化法在工业生产方面的具体应用

微波辅助氧化法的应用主要是依靠微波电磁场，这个电磁场能够让分子在高速度的碰撞中产生热效应，同时改变分子的热力学函数，通过热力学函数的改变达到降低分子活化能的作用。这个过程完成以后，就需要微波电磁场发挥其另外一个作用了，电磁场中的磁性物质本身就具有极强的吸附能力和牵引能力，因此它可以作为一种诱导催化剂在废水处理的过程中存在。微波辐射反应结束以后会产生一些表面热点，而这类磁性物质就是在这些表面热点上发生着作用，它们作为一种诱导催化剂附着在这些表面热点上，促进微波辅助氧化，帮助达到处理工业废水的目的。采用微波辅助氧化法能够比较快速高效地达到处理工业废水的目的，且其采用了高科技的手段和先进的技术加成，整个过程对人工的需求很小，给工作人员带来的安全隐患也相对较小，是比较能够适应时代发展的一种高级氧化技术，可以给工业废水处理的研究人员提供一些新的思路。但是，微波辅助氧化法也有着很大的不足，那就是它所采用的技术和手段都是比较新颖的也比较高级的，其稳定性在现阶段而言还不够，而且这项技术没有准确的实践数据和理论依据，这也就意味着无法确定这项技术的适用性，也无法对其作出准确的风险评估。除此之外，微波辅助氧化法的技术成本十分高昂，它的运行成本并不是每一个企业都能够承担得起的[4]。

三、结束语

高级氧化技术自20世纪80年代开始兴起，作为一种工业废水的处理手段，如今已经被大多数企业采纳和实施。高级氧化技术的优势是明显的，发展前景也十分乐观，它能为人类的生存和发展提供更好的选择。因此，虽然该技术还有所欠缺，但也值得人们去研究和发展它，让这项技术发展得更好、更强，为我国的生态文明建设的长远发展贡献一分力量。