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难降解有机废水处理高级氧化技术
当前，我国在污水处理领域的主流技术是生物处理方法。这种方法在处理可生化性较差、相对分子质量在几千到几万的有机污染物时，效果并不理想。这是因为这类有机污染物难以被生物降解，传统的生物处理方法难以对其进行有效的去除。为此，高级氧化技术的出现，为解决这一问题提供了新的可能。
高级氧化技术，又称为AOP（AdvancedOxidationProcess），是一种在20世纪80年代由Glaze等人提出的废水处理技术。这一技术通过氧化作用，可以提高难降解污染物的可生化性，甚至可以直接将有机污染物矿化。与此同时，高级氧化技术在处理环境类激素等微量有害化学物质方面也具有显著的优势，能够使绝大部分有机物完全矿化或分解为小分子。
在过去的近30年里，高级氧化技术在废水处理领域的应用范围不断扩大，包括净化饮用水、工业废水、地下水和垃圾填埋场渗滤液等。其最显著的特点是利用氧化剂产生自由基氧化降解有机物。在反应过程中，生成的有机自由基可以参与·OH的反应，进一步生成有机过氧化自由基，然后发生氧化分解反应，直至将有机物完全矿化。这样，就可以达到氧化降解有机物的目的。
从工艺原理来看，高级氧化技术主要包括化学氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法等。这些方法各有特点，但在本质上都是通过氧化反应来降解有机污染物。例如，化学氧化法是通过化学反应生成氧化剂，然后利用氧化剂降解有机物；光催化氧化法则是利用光催化剂在光照条件下产生氧化剂，进而降解有机物；臭氧氧化法则是利用臭氧的强氧化性降解有机物；湿式氧化法是通过加热和氧化剂的作用，使有机物氧化分解；超临界水氧化法则是利用超临界水的特性，使有机物在高压高温条件下氧化分解。
总的来说，高级氧化技术为我国污水处理领域提供了新的技术支撑，对于解决生物处理方法难以应对的有机污染问题具有重要的意义。然而，高级氧化技术的研究和应用仍处于不断发展中，如何进一步提高其处理效果、降低处理成本，以及优化工艺条件，仍然是当前研究的重要课题。
1、化学氧化法
化学氧化法主要包括Fenton法和类Fenton法。Fenton试剂，由法国科学家FentonHJ于1894年首次发现，其在酸性反应体系中，可高效氧化酒石酸。进一步的研究表明，典型的Fenton体系主要由Fe2+催化H2O2产生强氧化性的·OH，从而降解水中的难降解有机物。
研究发现，将紫外光和氧气加入Fenton体系中，可提高单位氧化剂的氧化能力，从而减少H2O2的用量。由于其反应机理与传统Fenton法一致，故被称为“类Fenton法”。
Fenton法和类Fenton法具有明显优点：氧化能力强、设备要求简单、反应条件温和，既可作为单独处理技术应用，也可与其他技术联用。然而，该方法药剂成本较高、氧化剂H2O2的利用率较低，同时产生大量铁泥，导致二次污染。
未来Fenton法和类Fenton法氧化技术的研究应重点关注Fe2+的固定技术及其循环利用。
2、光催化氧化法
光催化氧化法是一种以半导体（如TiO2、ZnO、CeO2、WO3、SnO2等金属氧化物，ZnS、CdS等金属硫化物，以及经Al和Fe改性的硅酸盐）为催化剂，在光照条件下引发电子跃迁，进而产生光生电子和空穴，实现有机物氧化分解的环保技术。该过程通过价带上的电子跃迁至导带，使得价带上产生具有强得电子能力的空穴。空穴将吸附在半导体表面的OH和H2O转化为·OH，而激发的电子与O2反应生成超氧离子（·O2-），从而实现有机污染物的氧化分解。此方法主要通过两种途径实现有机污染物的降解，即强氧化作用。
近年来，TiO2光催化氧化技术在降解水体中难降解有机污染物方面表现出显著优势。总体而言，该技术具有反应条件温和、二次污染较小、能耗较低等优点。然而，若要实现光催化氧化技术在工业化应用方面的真正突破，仍需解决一系列问题，如提高太阳光利用率、提升催化剂光催化氧化效率等。
3、臭氧氧化法
臭氧氧化法在降解有机污染物方面的作用主要源于O3的直接氧化作用以及其在水溶液中所产生的·OH的间接氧化作用。这一过程将复杂的有机物转化为简单的小分子无机物、二氧化碳和水。臭氧的直接氧化反应速度较慢，但具有较强的选择性，反应速率在1~100M-1s-1范围内。研究显示，O3对有机物结构中的双键具有较好的氧化选择性。在实际应用中，O3对含有不饱和脂肪烃和芳香烃类的PPCPs降解效果显著。O3的间接氧化反应通常在O3达到饱和状态时发生，与水反应生成具有强氧化性的·OH。·OH的氧化过程无选择性且速率迅速，因此可以快速无选择性地降解水中的大部分有机污染物。当前，臭氧氧化技术在给水处理和医疗废水消毒环节应用广泛