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高级氧化技术作为一种新兴的污水处理技术由于其具有强氧化能力、反应速度快、处理完全、无公害、使用范围广等优点越来越受到各国的重视并相继进行了一系列的研究开发工作。当今世界关于高级氧化技术的研究和应用主要有光催化技术、臭氧催化技术、Fenton技术、超声降解技术、电化学降解技术、湿式氧化技术、超临界水技术以及组合技术。
高级氧化技术于1987年提出的被定义为能够产生羟基自由基的氧化过程。虽然近期一些研究表明了羟基自由基机理对一些高级氧化工艺并不适用但是这一概念目前仍然被采用。
根据氧化时羟基的产生方式和反应条件的不同可将现在存在的高级氧化技术分为Fenton以及类Fenton氧化技术、光催化高级氧化技术、臭氧催化氧化技术、超声氧化技术、电化学氧化技术以及超临界水氧化技术。
1.光化学氧化及光催化氧化
在废水处理中单纯紫外光辐射的分解作用较弱通过向紫外光氧化法中引入适量的氧化剂可以明显提高废水的处理效果。光催化氧化技术是在光化学氧化的基础上发展起来的与光化学法相比有更强的氧化能力可使有机污染物更彻底地降解。光催化氧化技术使用的催化剂有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。
光催化氧化的机理为当用能量大于或等于ROx能带隙的光辐射时,ROx价带电子被激发到导带,生成电子空穴对,并向ROx粒子表面迁移。生成的电子可以和水中溶解氧反应生成O2-·氧自由基离子。而空穴则吸附H2O或是HO-,将其氧化成·OH自由基。
2.臭氧氧化法
臭氧是一种强氧化剂与有机物反应时速度快使用方便不产生二次污染用于污水处理可有效地消毒、除色、除臭、去除有机物和降低COD等用于给水处理时可以有效地降低消毒副产物的产生。臭氧同污染物的反应机理包括直接反应(臭氧同有机物直接反应)和间接反应(臭氧分解产生·OH,·OH同有机物进行氧化反应)。但单独的臭氧氧化法主要利用的是臭氧的直接氧化这种氧化方法造价高、处理成本昂贵且此其氧化反应具有选择性对某些卤代烃及农药等氧化效果比较差。为此近年来发展了旨在提高臭氧氧化时
·OH产率方法。
产生的方法主要有以下3种:在碱性条件下分解生成·OH,在紫外光作用下生成·OH和在金属催化剂催化下生成·OH。
3.Fenton法和类Fenton法Fenton试剂是在1894年由Fenton首次开发并应用于酒石酸的氧化。典型的Fenton试剂是由Fe2+催化H2O2分解产生·OH..从而引发有机物的氧化降解反应。由于Fenton法处理废水所需时间长，使用的试剂量多，而且过量的Fe2+将增大处理后废水中的COD并产生二次污染。近年来，人们将紫外光、可见光等引入Fenton体系..并研究采用其它过渡金属替代Fe2+，这些方法可显著增强Fenton试剂对有机物的氧化降解能力，并可减少Fenton试剂的用量..降低处理成本被统称为类Fenton反应。 Kang利用Fenton试剂对染料废水的色度和COD的去除进行了研究。可见光照射160min后TOC去除率达100%，与Fe2+对H2O2的催化作用存在协同效应。C.Sirtori等则发现可见光/Fenton催化体系对制药废水生化处理后的出水有较好的去处效果。
Fenton氧化法的缺点是出水中含有大量的Fe2+..容易引起二次污染。因此，近年来，人们以膨润土等作为Fe的载体，通过离子交换等方式，制备含铁的固体氧化剂，进行异相Fenton反应，可降低成本，同时避免了出水中铁引起的二次污染..铁及其它过渡金属的固定化已成为Fenton法的重要发展方向。
4.超声US氧化法
超声降解水中有机物是一个物理化学过程,其主要源于声空化效应及由此引发的物理和化学变化。液体的声空化过程是集中声场能量并迅速释放的过程,即液体在超声辐射下产生空化气泡,这些空化气泡吸收声场能量并在极短的时间内崩溃释放能量。空化气泡可被看作具有极端物化条件和含有高能量的微反器。在空化气泡崩溃的极短时间内,在其周围极小的空间范围内产生1900..5200K的高温和超过50MPa的高压,并伴有强烈的冲击波和微射流等现象。
5.电化学氧化法
电化学高级氧化法是通过选用具有催化活性的电极材料在电极反应过程中直接或间接产生·OH达到分解难生化污染物的目的。目前电化学高级氧化主要用于有机废水的处理主要是难降解有毒工业废水的处理以及中水回用。根据氧化机理的不同可分为阳极氧化、阴极还原、阴阳两极协同作用以及新型的光电协同氧化技术和声电氧化技术。
阳极氧化:阳极氧化技术是在电解反应器中选用具有活性的阳极材料在阳极附近产生羟基自由基。按照作用机理的不同可分为直接氧化和间接氧化两类。在直接氧化过程中有机物首先吸附到电极表面然后通过阳极氧化反应而使其降解间接氧化是通过电极反应产生的强氧化剂如次氯酸、Fenton试剂、金属氧化还原电对等参与降解反应。阴极还原:阴极还原就是在适当的阴极电位下选择合适的阴极材料利用阴极还原反应使O2还原为具有氧化活性的H2O2来氧化有机污染物,由于H2O2的氧化电位不是很高使其氧化能力受到限制,因此在溶液中引如Fe2+等金属离子催化剂催化H2O2生成·OH强化了其氧化能力构成“电芬顿”体系。
高级氧化工艺开发利用各种技术开发高效的氧化工艺,增大系统处理量,降低操作费用,提高处理效率,尽管技术上有难度,但一直是并将在未来很长一段时间都会是研究的热点,高级氧化技术的发展方向在环境问题日益严重的今天.作为污染治理的一种有效手段,高级氧化技发展方向更值得人们关注。结合国内外研究现状,高级氧化技术发展方向主要集中在以下几个方面..
1．现有氧化技术与工艺的不断完善与改进。
2．各种技术的联合运用。
3．运用新技术开发新的氧化工艺。哈德逊公司最早致力于水处理设备的研发与制造，尤其是在离子交换设备与过滤器等工业给水领域，是北美最大的水处理设备供应商之一。经过几十年的发展与整合，公司先后合并了ALKarild Chemical,Duraflow Equipment相关业务部门，成为了一家集水处理设备，化学药剂与技术咨询提供综合服务的供应商。哈德逊的产品与技术已经被使用于世界各地的工矿企业，并经历了无数次的考验。世界500强的企业大部分都是哈德逊的客户，对于一些较早前的客户您或许还有印象，Lone Star Brewery,Butter Krust Bakeries,Pearl Brewery,GE Lights,GM等等。我们不但为这些客户提供产品与服务，同时也提供并确保能解决问题的实施方案。我们的产品与技术应用的领域相当广泛，可以从多角度、各方向为客户降低成本、创造高价值。
哈德逊新型超级氧化技术AOPS之DOCT工艺，让废水处理变得更简单，达到深度净化处理。
DOCT工艺，是在DOCT反应器中利用氧化剂DO并在引发剂CT的作用下，发生化学反应产生超强羟基自由基OH，从而对水中污染物进行强氧化，通过催化吸附后序处理工艺，对污染物进行去除的处理过程。
DO氧化技术通过CT过程中产生自由基DO·进攻有机污染物，主要用于高浓度、难降解有机污染的处理，是一种新兴的深度高级氧化技术，其氧化电位（E0=2.5～3.1 V）比广泛研究的强氧化羟基自由基OH-·（E0=1.8～2.7 V）更强DOCT降解有毒难降解有机污染物，利用反应体系产生的超强氧化性自由基将水体中有机污染物分解成小分子物质，甚至矿化为CO2，H2O及相应的无机离子，彻底去除污染物。传统高级氧化技术以产生羟基为主要活性物种降解污染物，而DOCT活化技术是产生DO-·的一种超强高级氧化技术。
DO-·的特点以及与有机物的反应机理的特点
① 标准氧化电位E0=2.5～3.1 V，强于其它氧化剂
② 氧化原理类似于羟基自由基，但较其稳定时间长
③ 适用范围广，在任何条件下均可适用。
④ 可氧化某些羟基不能氧化的污染物等而可以无选择性氧化降解大多有机物
DOCT可处理的污染物
酚类 (Phenol)
甲基叔丁基醚 (MTBE)
苯系污染物质 (Benzene-toluene-ethylbenzene-xylenes)
杀虫剂 (Pesticides)
溶剂 (Solvents)
增塑剂 (Plasticizers)
螯合剂 (Chelants)
氯乙烯 (Chloroethene)
石油烃类 （Petrolium Hydrocarbons)
生物需氧量 (BOD)
化学需氧量（COD）
脂肪醇 (Aliphatic Alcohols)
双醚类和 乙醇 ( Di ethers and Hydroxyethane)
醚类 (Ethers)
羰基化合物 (Carbonyls)
酮类和烷烃 ( Ketones and Alkanes)
DOCT 处理工艺特点
效果明显，效率高； 作用直接，无选择性；
批次处理，易于操作 ，占地面积小 ， 安全、环保
DOCT实际应用案例
1、抚顺某纸业造纸废水
本次实验验证了AOPS- DOCT工艺对抚顺---纸业造纸废水能有较好的处理效果，处理结果能满足客户要求（COD〈100 mg/L）。
本次实验同时验证了DO加药量对处理效果的影响，DO添加0.1g、0.15、0.5g、1g时最终出水COD基本稳定在80-90mg/L之间。说明0.1g的加药量已经足够，考虑实际成本的因素，故DO加药量选择0.1g/L，CT0.3g/L。
2、潍坊垃圾渗滤液
本次实验验证了AOPS- DOCT工艺结合CAFÉ工艺对潍坊垃圾渗滤液能有较好的处理效果，处理结果能满足客户要求（COD〈100 mg/L）。
注：原水SS含量较低，颜色略深，小试过程中混凝效果并不好，所以直接用原水尝试实验。
3、淮安某化工废水
本次实验验证了AOPS- DOCT工艺与芬顿工艺对比效果。
本次实验同时足量定性验证了DOCT工艺对本类废水处理达到客户要求：COD<2000，同时对氨氮也有较好的处理效果。
4、南通某电镀废水络合镍破络
本次实验验证了AOPS- DOCT工艺对电镀废水中络合镍的破络去除有理想效果，且最终结果达到提标的表三标准。
本次实验对DO药剂选型，其DO1100效果最佳。
本案例现场实施效果相当良好。
案例：农药废水、荧光废水、六溴废水、手套废水、H酸T酸废水、造纸废水、印染废水等。
经过较多的案例验证，项目的实施实际效果，哈德逊不断深入研发，精益求精，对DOCT进行了高层次的升级：DO1000、DO1100、DO1110、DO1111相继诞生,针对不同类别的废水，每一种型号都有其较好的效果，哈德逊针对客户的要求对其试验、实验、筛选出最佳药剂、最佳配比。
哈德逊水技术可以为大部分工业客户提供革命性的解决方案！我们拥有一批具有丰富经验的专业水处理人士，不仅包括工程技术专家和设备与自动化专家，还有分析与环保专家和客户服务专家，共同为客户提供专业的项目处理方案与实施，并保证项目的顺利实施。
