氧化还原法处理工业废水

       氧化还原法是指废水中的污染物在处理过程中发生了氧化还原反应，使污染物被氧化或者被还原，从而转变为无毒无害的新物质，达到处理的目的。在废水处理过程中常用的氧化剂有空气、臭氧、氯气、次氯化钠，常见的还原剂有硫酸亚铁、铁屑、亚硫酸氢钠、硼氢化钠。氧化还原法按照污染物的净化原理可以分为药剂法、电解法和声光化学法。

　　1.化学氧化法。化学氧化法是利用臭氧、氯气、高锰酸钾、二氧化氯、过氧化氢等氧化剂将废水中的污染物氧化成二氧化碳和水的一种处理技术。由于此法要往废水中注入大量的氧化药剂，致使其处理费用相对较高，但反应速度快，工艺简单，可对废水脱色、除臭，也可进行深度处理。臭氧氧化法不仅可以对废水杀菌消毒，还可使水中的溶解氧增加，从而使废水的COD和BOD降低，因此，其可作为一种主要的废水深度处理技术。氯氧化法由于氯的氧化性，可对废水杀菌、消毒，目前已广泛应用于含酚、含氰、含硫废水的处理。

　　2.湿式氧化法。湿式氧化技术是在高温、高压条件下，用氧气或者空气中的氧气来氧化废水中的难降解有机物，使其氧化分解成易生化处理的小分子有机物和无机物的处理过程。与常规水处理法相比，该法具有应用范围广、高效、快速、低污染以及一定程度回收有用物料等优点。目前，湿式氧化法在国外已实现了工业化，广泛应用于含氰废水、煤气化废水、含硫废水、含酚废水、造纸黑液等工业废水的处理，而国内尚处于试验阶段，其应用有待于进一步研究。近年来，研究人员为降低反应温度和反应压力，提高处理效率，对传统湿式氧化进行了改进，研究重点是使用高效、稳定的催化剂的催化湿式氧化技术。

       3.电化学法。电化学法是指利用电极在废水中发生的电化学反应产生强氧化剂、气体或絮凝剂，使废水中污染物去除的过程。按照作用原理可将其分为电解氧化、电气浮、电絮凝等。电解氧化又可分为直接电解和间接电解，直接电解是在电极上直接将污染物氧化或还原而去除，间接电解是利用在电场作用下电极表面产生的羟基自由基、次氯酸根等强氧化剂将污染物转化为易降解或无害物质，使废水得到净化。电气浮是利用电解过程产生的气体，如废水中的氯离子将导致氯气溢出，使废水中的挥发性杂质和轻质悬浮物浮于废水表面，从而达到废水净化的作用。电絮凝是在电化学处理废水过程中消耗铁阳极或铝阳极，使其在废水中形成铁盐或铝盐絮凝剂，将胶体和悬浮物质去除。

　　4.光催化氧化法。光催化氧化反应是利用TiO2、ZnO等N型半导体作催化剂，与光联合促进化学反应，使废水中的有机污染物发生氧化，转化为无毒无害的CO2、H2O。其机理是半导体在光的照射作用下，使水分子失去电子，产生具有强氧化能力的·OH，导致废水中的各种有机物质被氧化。光催化处理废水的效果与催化剂晶型、结晶度、比表面、光强、pH、反应器等有关。由于光催化氧化处理废水避免了二次污染，使其近年来在废水处理领域越来越得到重视，尤其是含酚废水处理方面，已取得较好的研究结果，有望实现工业化。

　　5.超声波化学氧化法。超声波化学氧化法处理废水是利用声空化效应产生自由基，进而对废水中的污染物发生氧化作用，是一种高效处理有机污染物的技术。其工作原理是由于液体在超声条件下产生空化气泡，而空化气泡在废水处理过程中起到一个能量变换器和高能量微反应器的作用，使其中的水蒸气分裂形成·OH等自由基，将水中的酚类等有机污染物氧化降解。超声波处理废水虽然具有反应速度快，减少二次污染等优点，但其处理量少，成本较高等问题，使其目前仍处于探索阶段。

　　6.Fenton氧化法。该法是利用亚铁离子与过氧化氢结合的Fenton试剂来处理废水的一种方法，适用于生物法和一般化学氧化法难降解的诸如醚类、硝基苯酚类、氯酚类、芳香族胺类、多环芳香族类等有机废水的处理，其反应机理是H2O2在Fe2+的催化下，产生活泼的羟基自由基·OH，可以将有机物及还原性物质分解为CO2、H2O等无机物。由于其处理废水具有高效、低耗、无二次污染等优点，引起了大家的关注。目前，通过改变传统Fenton法的反应条件，Fenton技术已拓展成两种重要的方向，一种是在体系中引入紫外线的光Fenton(photo-Fenton)技术，另一种是将Fenton反应与电解结合的电Fenton(electro-Fenton)技术。电Fenton技术因具有原位生成H2O2和Fe2+、曝气提高废水处理的混合程度、阳极氧化与电吸附辅助处理废水等优点，已逐渐成为近年来的研究热点。