氧化還原法處理工業廢水

       氧（yǎng）化還原法（fǎ）是指廢水中的汙染物在處理過程（chéng）中發生（shēng）了氧化還原反應，使汙染物被氧（yǎng）化（huà）或者（zhě）被還原，從而轉變為無毒（dú）無害的（de）新物質，達到處理的目的（de）。在廢水處理過程中常用的氧化劑有空氣、臭氧、氯氣、次氯化鈉，常見的還原劑有硫酸亞鐵（tiě）、鐵屑、亞硫酸氫鈉、硼氫化鈉。氧化還原法按照汙染物的淨化原理可以分為藥劑法、電解法和聲光化學法。

　　1.化學氧化法。化學氧化法是利用臭氧、氯（lǜ）氣、高錳酸鉀、二氧化氯、過氧化氫等氧化劑將廢水中的汙染物氧（yǎng）化成二氧化碳和水的一種處理技術。由於此法要往廢水（shuǐ）中注入大量的氧化藥劑（jì），致使其處理費（fèi）用相對較高，但反應速度快，工藝（yì）簡（jiǎn）單，可對廢水脫色、除臭，也可進（jìn）行（háng）深度處理。臭氧氧化法不僅可以對廢水（shuǐ）殺菌消毒，還可（kě）使水中（zhōng）的溶解氧增加，從而使廢水的COD和BOD降低（dī），因此，其可（kě）作為一種主要的廢水深度處理技術（shù）。氯氧化（huà）法由於氯的氧化性，可對廢水殺菌、消毒，目前已廣泛應用於含酚、含氰、含硫廢水的處理。

　　2.濕式氧化法（fǎ）。濕式氧化技術是（shì）在高溫、高壓條件（jiàn）下（xià），用氧（yǎng）氣或者空氣（qì）中的氧氣來氧化廢水中的難降解有機物，使其氧化分解成易生化（huà）處理的小分（fèn）子（zǐ）有機物和無機物（wù）的處理過程。與常規水處理法相比（bǐ），該（gāi）法具有應用範圍廣、高效、快速、低汙（wū）染以及一定程度回收有用物料等優點。目前，濕（shī）式氧化法在國外已實現了工業化（huà），廣泛應用於含氰廢水、煤氣化廢水、含硫廢水、含酚（fēn）廢水、造紙黑液等工業（yè）廢水的處理，而國內尚處（chù）於試驗階段，其應用有待於進一（yī）步研究。近年來，研究人員為降低反應溫度和反應壓力，提高處理（lǐ）效率，對傳統濕式氧化進行了改進，研究重點是使用高（gāo）效、穩定的催化劑的催化濕式氧化（huà）技術。

       3.電化學法。電化學法是指利用電（diàn）極在廢水中發生的電化學反應產生強氧化劑、氣體或絮凝劑，使廢水中汙染物去除（chú）的（de）過程。按照作用原（yuán）理可將其分為電解氧化、電氣浮、電絮凝（níng）等。電解氧化又可分為直接電（diàn）解和間接電解，直接電（diàn）解是在電極上直接將汙染物氧化或還（hái）原而去除，間接電解是利用在電場作用（yòng）下電極表麵產生的羥基自由基、次氯酸根等強氧化劑將汙染（rǎn）物轉化（huà）為易降解或無（wú）害物質，使廢水（shuǐ）得到淨（jìng）化。電氣浮是利用電解過程產生（shēng）的氣體，如（rú）廢水中的氯（lǜ）離子將導致氯氣溢出，使廢（fèi）水中的（de）揮發性雜質和（hé）輕質（zhì）懸浮物浮於廢水表麵，從而達到廢水（shuǐ）淨化的作用。電絮凝是在電化學處理廢水（shuǐ）過程中消耗鐵陽極或鋁（lǚ）陽極，使其在（zài）廢水中形成鐵（tiě）鹽（yán）或鋁鹽絮凝劑，將膠體和懸浮物質去（qù）除。

　　4.光催化（huà）氧化法。光催化氧化反應是利用TiO2、ZnO等N型半導體作催化劑，與光聯合促進化學反應，使廢水中的有機汙染物發生氧化，轉化為無毒無害（hài）的CO2、H2O。其機理是半導體（tǐ）在（zài）光的照射作用下，使水分子失去電子，產生具有強氧化能力的·OH，導致廢水中的各種有機物質被氧化。光催化處理廢水的效（xiào）果與催化劑晶（jīng）型、結晶度、比表麵、光強、pH、反應器（qì）等有關。由於光催化氧化處理廢水避免了二次汙染，使其近年來在廢水處理領域越來（lái）越得到重視，尤其是含酚廢水處理方麵，已取得較好的研（yán）究（jiū）結果，有望實現工業化。

　　5.超聲波化學氧化法。超聲波化學氧（yǎng）化法處理廢水是利用聲空化效（xiào）應產生自由基（jī），進而對廢水中（zhōng）的汙染物發生氧化作用，是一（yī）種高效（xiào）處理有機汙染物的技術。其工作原理是由於液（yè）體在超聲（shēng）條件下產生空化氣泡，而空（kōng）化氣泡在（zài）廢水處（chù）理過程中起到一（yī）個能量變換器和高能量微反應器的作用，使其中的水蒸氣分裂形成·OH等自（zì）由基（jī），將水中的酚（fēn）類等有機汙染物氧化降解。超聲波處（chù）理廢水雖然（rán）具有反（fǎn）應速度快，減少二次汙染等優點，但其（qí）處理量少，成本較高等問題，使其（qí）目（mù）前仍處於探索階段。

　　6.Fenton氧化法。該法是利用亞鐵離子與過氧化氫結合的Fenton試劑（jì）來處理廢（fèi）水的一種方法，適用於生物法和一（yī）般化學氧化法難降（jiàng）解的諸如醚類、硝基苯酚類（lèi）、氯酚類、芳香族胺類、多環芳香族類等（děng）有機廢水的處理，其反應機理是H2O2在Fe2+的催化（huà）下，產生活潑的羥基自由基·OH，可以將有（yǒu）機物及還原性物質分解（jiě）為CO2、H2O等無機物。由於其處理廢水具有高（gāo）效、低耗、無二次汙染等優點，引（yǐn）起了大家的關注。目前，通（tōng）過改變傳統Fenton法的反應條件，Fenton技術已（yǐ）拓展成兩種（zhǒng）重要的方向，一種（zhǒng）是在體（tǐ）係中引入紫外線的光Fenton(photo-Fenton)技術，另（lìng）一種是將Fenton反應與電解結合（hé）的（de）電（diàn）Fenton(electro-Fenton)技（jì）術。電Fenton技術因具有原位生成H2O2和Fe2+、曝氣提高廢水處理的混合程度、陽（yáng）極（jí）氧化與電吸附輔助處理廢水等優（yōu）點，已逐漸成為近年來的研究熱點。