污水处理技术篇：看高级氧化法是如何处理农药废水的

1.4电催化氧化法

电催化氧化法的降解原理是：污染物在电极上直接发生电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物质使污染物发生氧化反应，后者被称为间接电化学反应，间接电化学反应利用生成的自由基使污染物转化为无害物质。这两个过程会同时产生H2和O2，电流效率降低，而选择不同的电极材料和控制电位可使之提高。

氧化剂可以是电化学过程中产生的短寿命中间物，也可以是专用的催化剂。研究认为这类短寿命中间物一般是HO•、HO2•、O2•等自由基，它们可以分解污染物质，该过程不可逆。近年来有学者利用O2在阴极还原为H2O2，而后生成HO•进而氧化有机物，这种方法称为电Fenton氧化法。将电化学反应分为直接或间接的反应其实不是绝对的，而且电化学过程往往包括直接电化学反应和间接电化学反应两大类。

钱一石等以Ti/RuO2-IrO2为阳极，不锈钢为阴极，无水碳酸钠为支持电解质，采用电催化氧化法处理农药废水，反应温度为40℃、处理电压为5V时，废水中的COD去除率可达95%以上。

李鸿波采用隔膜电化学反应器，Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极作为阳极、不锈钢板作为阴极，对间苯二甲腈模拟废水进行降解实验，最佳条件为电流密度0.025A/cm2、Na2SO4质量浓度5g/L、pH=7、极板面积20cm2、板间距4cm，极水比（电极面积与废水体积之比）1：6，在此条件下电化学还原250mg/L的间苯二甲腈废水120min，去除率达到84.1%。

段小月等采用Ti/PbO2-Ce电极电催化氧化降解4-氯酚（4-CP），2h后溶液的B/C由0.03升高到0.48，有效地提高了4-CP废水的可生化性。Y.Samet等以硼掺杂金刚石薄膜电极（BDD）作为阳极，采用电化学方法处理毒死蜱农药废水，初始COD为450mg/L时，最佳使用条件为电流密度0.020A/cm2、反应温度70℃、有机物完全氧化所需时间为6h。

邢剑飞以金刚石薄膜电极为阳极尧铜和钛为阴极对农药厂制药废水进行降解处理，实验发现废水的COD去除率均在90%以上，氨氮去除率也在90%以上，色度去除率接近100%。WeiMa等采用电催化氧化法处理苯酚模拟废水，发现苯酚的电化学降解机制可解释为：苯酚转化为中间体苯醌，随后苯环被破坏进一步氧化为黏康酸、顺丁烯二酸或草酸，最后氧化为CO2和H2O。

该方法的优点在于反应时间短、降解效率高，且反应过程中无需添加其他化学药品，避免了二次污染，电解设备的制造、使用和维护也比较方便。相比于其他高级氧化方法，电催化氧化法节能省时，既可以用于生物法的前处理，也可用于深度处理。然而据多数文献报道，电催化氧化法处理有机废水时COD都不是很高。若废水浓度较高，采用电催化氧化法处理时成本太大，并且电极材料成本高、寿命短、工业使用中电流效率低，这些都限制了该技术的应用。

1.5臭氧氧化法

臭氧通常是以空气或氧气为气源，通过臭氧发生器在高压电晕放电的情况下产生的。根据O3溶于废水氧化有机物的机理，可以分为直接反应及生成羟基自由基引发的链反应。

当废水pH<7时主要是直接反应，即O3选择性地氧化有机物；当废水pH>7时，O3自身分解加剧，自由基式链反应占主要地位，这种链反应也是一种高级氧化方法。臭氧氧化性较强，常用来进行杀菌消毒、除臭、除味、脱色等。氯氧化法用于水处理时可能会产生三氯甲烷（THMs）等有毒物质，所以臭氧在水处理中的应用引起人们重视。

臭氧处理高浓度有机废水的优点在于：

（1）臭氧可以与多种农药废水中的有机物迅速发生反应，包括有机氯农药、有机磷农药和酚类化合物等；

（2）臭氧氧化后的产物无毒且可生物降解；

（3）废水中残存的臭氧最终分解为氧气，可增加水中的溶解氧，因此臭氧氧化后的废水排入自然水体后可以改善水体水质。

但同时臭氧应用于工业上时也有一些缺点：

（1）臭氧的发生成本高，在水中的溶解性差，利用率较低；

（2）单独臭氧反应选择性较强，对有机物的矿化能力受剂量和时间影响显著。