高級氧化工藝（AdvancedOxidationProcesses，簡稱AOPS）是20世紀80年代開始興起的一種處理有毒及高難度污染物的技術(shù)。

其在于通過反應產(chǎn)生羥基自由基（·OH），這種自由基具有極強的氧化性，能夠?qū)⒂袡C污染物有效分解，甚至徹底轉(zhuǎn)化為無害的無機物，如二氧化碳和水。

由于AOPS具有氧化性強、操作條件易于控制、能處理生化法無法處理的高難廢水等優(yōu)點，因此受到了世界各國的普遍關(guān)注與研究。

一、高級氧化技術(shù)的主要分類

高級氧化技術(shù)主要分為以下幾類：

1.Fenton氧化法

原理：過氧化氫（H2O2）與催化劑Fe2+構(gòu)成的氧化技術(shù)體系。在酸性條件下，H2O2在Fe2+的催化作用下分解，產(chǎn)生高活性的羥基自由基。

優(yōu)點：過氧化氫分解速度快，氧化速率高。

缺點：Fe2+濃度大可能導致處理后的水帶有顏色；Fe2+與過氧化氫的反應降低了過氧化氫的利用率；反應pH值范圍較窄。

改進：引入紫外光（UV）、氧氣等，形成類Fenton試劑，增強氧化能力。

2.臭氧氧化法

原理：臭氧是一種強氧化劑，可以直接與有機物反應，或通過形成羥基自由基進行自由基氧化。

優(yōu)點：降解有機物速度快，條件溫和，不產(chǎn)生二次污染。

缺點：臭氧發(fā)生器易損壞，能耗大，處理成本昂貴；臭氧氧化反應具有選擇性，對某些鹵代烴及農(nóng)藥等氧化效果較差。

改進：與其他技術(shù)聯(lián)用，如UV/O3、H2O2/O3等組合技術(shù)，提高氧化速率和效率。

3.超聲氧化法

原理：利用頻率范圍為16kHz\~1MHz的超聲波輻射溶液，產(chǎn)生超聲空化效應，形成局部高溫高壓和生成高濃度氧化物·OH，快速降解有機污染物。

優(yōu)點：降解條件溫和，效率高，適用范圍廣，無二次污染。

缺點：單獨處理成本高，對親水性、難揮發(fā)的有機物處理效果較差。

改進：常與其他高級氧化技術(shù)聯(lián)用，如超聲/H2O2、超聲-Fenton等，以降低處理成本、改善處理效果。

4.光催化氧化法

原理：通過氧化劑在光的激發(fā)和催化劑的催化作用下產(chǎn)生·OH，氧化分解有機物。

優(yōu)點：能耗低，操作簡便，反應條件溫和，可減少二次污染。

缺點：催化劑的回收和再利用問題。

改進：研究TiO2薄膜或復合催化薄膜取代TiO2粉末，提高催化劑的穩(wěn)定性和可回收性。

5.濕式氧化法

原理：在高溫高壓下，利用氧化劑將廢水中有機物氧化成二氧化碳和水。

分類：濕式空氣氧化和濕式空氣催化氧化。

優(yōu)點：處理效率高，適用于高濃度有機廢水。

缺點：技術(shù)要求高溫高壓，設(shè)備投資大，運轉(zhuǎn)條件苛刻。

改進：加入催化劑降低反應溫度和壓力，提高氧化分解能力。

6.超臨界水氧化法

原理：利用超臨界水作為介質(zhì)來氧化分解有機物。在超臨界狀態(tài)下，水的介電常數(shù)減少，使氣體和有機物能完全溶于水中，形成均相氧化體系。

優(yōu)點：反應迅速，氧化徹底。

缺點：對設(shè)備要求高，處理成本高。

改進：研究廣譜催化性能的催化劑，降低反應溫度和壓力。

二、高級氧化技術(shù)的發(fā)展方向

1.與生化技術(shù)結(jié)合：部分高級氧化技術(shù)如光催化氧化、臭氧氧化等能提高廢水的可生化性，再采用低耗高效的生化法進行處理，降低處理成本。

2.針對反應器材質(zhì)和低廉催化劑進行研發(fā)：針對濕式催化氧化、超臨界水氧化等技術(shù)對設(shè)備要求高的問題，進行專項研發(fā)，降低處理成本。

3.設(shè)計高效反應器：設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、效率高、能應用自然光并可長期穩(wěn)定運行的反應器，提高光化學氧化、光催化氧化技術(shù)的處理效率。

高級氧化技術(shù)作為一種高效、環(huán)保的廢水處理技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景。隨著研究的不斷深入和技術(shù)的不斷改進，相信高級氧化技術(shù)將在廢水處理領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。