高级氧化技术专题
研究背景研究过程工程应用
010203
第1页/共26页
研究背景
?我国重工业废水的排放一直对我国的生活用水造成极大的污
染，难降解有机废水排放对环境产生的问题日益突出，因此研
究人员把研究方向转向高级氧化技术（ATOs）。
?1976年，Hoigne等人首先提出了从根本上解决治理污水过
程中产生的二次污染问题即高级氧化概念，也成为绿色化学。
第2页/共26页
概念
?对于高级氧化技术而言，其概念为：可以产生具有比较强
的氧化活性的羟基自由基，为了提高污水的可生化性，可
通过以下两种机理来实现，第一种机理是将难降解的物质
直接矿化处理；第二种就是在自由基的帮助下，将大分子
物质降解成为小分子物质。
?在废水处理中，对于难降解的内部含有有机物的废水，最
合适的处理方法是高级氧化。在采取这种方法的时候，不
会产生再次污染，并且这一反应阶段的反应时间比较短，
并且效率比较高，具有很大的应用前景。
第3页/共26页
原理
?第一步：羟基自由基的产生
?第二步：羟基自由基与污染物发生链式反应。
?其反应的最终产物是无毒的二氧化碳、少量无机盐以及水，
这些产物对环境不会造成污染。
第4页/共26页
优势和特点
①产生大量氧化能力仅次于氟，且能够诱发后面链反应的中间产物羟基自由基HO·;
②HO·性质活泼，与废水中的污染物直接发生反应而生成的水、二氧化碳与无害盐不会污染环境，
这是一种清洁的水处理方法；
③是一种容易控制的物理——化学处理过程，其降解污染物的程度高，甚至对10-9级的污染物也有
效果；
④除了单独处理外，还可与其他处理过程相匹配以达到降低成本的目的，如生化处理的前后处理就
是应用该水处理方法。
因此，探索、研制、开发一条适用范围广、投资少、节能高效的污水
治理路已势在必行。该技术几乎治理所有废水，而且设备简单、占地面积
小，耗费较少（可利用太阳能）非常适合我国国情。
第5页/共26页
分类
根据自由基产生的方式可分为：
?湿式氧化技术
?化学氧化技术
?超临界水氧化技术
根据自由基产生的条件可分为：
?电化学氧化技术
?光化学氧化技术
?声化学氧化技术
第6页/共26页
国内外现状
?针对上述方法，相关的实验研究在国内很少就其实际工程应用展开，依旧局限于室内小规模废水模拟
的中试阶段，而相较而言，国外对此已取得了可观的应用成果。超临界氧化、有湿式氧化等在发达的
欧美地区，有许多技术相应的中试工厂或工程应用实例。领域涵盖化工、染料、农药、印染、造纸黑
液等。在工业废水处理问题上，催化湿式氧化法就得到日本大阪的触媒公司的积极使用，处理效果十
分出色可靠。
?所以目前，应用高级氧化技术的主要方向重点在于处理废水时，结合相
对比较先进的氧化反应处理工艺流程；其联用方式目前由两个方向组成，
一方面是结合不同的单个高级氧化；另一方面是结合高级氧化过程与生
物处理过程，它也是近来受关注较多的处理废水方面的焦点。由于处理
效果良好稳定且成本较低、高级氧化过程与生物处理过程组合工艺其应
用前景一片光明。
第7页/共26页
Fenton氧化
?芬顿试剂即可溶性亚铁盐（Fe2+）与过氧化氢（H2O2）的组合，其具有很强的氧化能力。研究表明，
芬顿试剂的氧化反应是通过Fe2+和H2O2作用，产生羟基自由基(·OH），机理如下：
2+3+-