污水处理领域的10大高级氧化技术

1. 臭氧催化氧化

这个就不用多说了，属于老面孔了，干环保的估计就没人不知道它的大名。但我其实很不喜欢它，因为没什么利润空间,你算吧，臭氧发生器我自己生产不了，臭氧塔我也生产不了，催化剂也得找厂家买......感情除了出一份计算书和设备图纸，一切都得找厂家。而这些产品的价格都是比较透明的，人家业主一打听就知道，你报的价格太贵了，人家一准觉得你来宰大户了，一怒之下再把项目搞黄了。因此钱是实在不敢乱报，有限的一点利润也全进了厂家口袋，自己这边几乎就是落个白忙活。

2. Fenton

这个也是老面孔了，而且也基本赚不到什么钱，因为设备太简单，就几个池子几台搅拌器就OK。制造的门槛比臭氧还低，导致各路厂家们卷来卷去的，最后也就赚个辛苦钱。当然了，现在很多厂家都在试图突围，什么芬顿异相催化剂、流化床芬顿、磁芬顿、膜芬顿等等。但说实话，我觉得也没啥太出圈的玩意儿。要不就是投资贵很多，要不就是效果一般，总之远达不到撼动传统芬顿江湖老大地位的程度。3.电催化

这个虽然这几年有异军突起的趋势，但相对来说还是比较小众的，远没有臭氧、芬顿的市场占有率，还需要继续努力。目前围绕着电催化技术的厂家也不少，很多都是主攻催化电极，例如传统的DSA和现在比较火爆的BDD。技术门槛还是很高的，一般人想插一脚进来也不容易。但悲剧的是，甭管DSA还是BDD，价格都老贵了，这也导致电催化的投资成本动不动就百万起步，一般人根本用不起。

4.光催化

上面三个技术我经常用，但光催化属实没用过，只是在实验室里面研究过，配合H₂O₂的效果挺好。但运行成本也不低，主要是紫外灯，甭管中压高压，开机功耗也老大了。还有一点就是废水中太多物质能够影响紫外线的穿透率了，一旦紫外线辐照不到废水了，处理效果也就大打折扣了。所以实际应用环境挺苛刻，对于前面预处理要求很高，不是很实用。但肯定也有应用，只是都是听人说的，实际项目没见过。（5）湿式催化氧化

这个应该属于高级氧化中专治高浓度废水的大杀器了，原水COD越高它越乐。而且提高B/C的效果相当明显，出来基本都是VFA。我自己针对某种高浓度难生化废水，亲自试验过，这股水的COD高达1万mg/L，而且TDS含量非常低，闻着也没味儿。按理说这样的水，用生化处理高低能搞下去点吧？事实却是，甭管用水解酸化、纯厌氧还是好氧曝气工艺，COD基本就是怎么进怎么出，让人头疼不已。用芬顿虽然有效果，但用量少了隔靴搔痒，用量大了出水TDS蹭蹭往上涨，影响生化，且成本也不低。后来我们试了试湿式氧化，250℃、2MPa，反应了1h后，出水COD去除率80%，剩下的那部分COD肯定也都是易分解的小分子有机酸。为啥这么确定呢？只因为我打开反应器后一股子醋味儿，多半是CH3COOH了。后来再上好氧曝气工艺，一天就降了1500mg/L的COD，这速率，杠杠滴！奈何投资成本太高，找厂家算下来一吨水就得150多万的投资成本了，总成本都要上亿了......把业主卖了也用不起啊！但有有钱的业主，我知道的就有好几家石化炼化企业，就有应用这个技术的。有的是单独处理高浓度废水，有的是配合PACT工艺来回收剩余污泥中的粉末活性炭的。运行成本都不低，基本都得在八九十块钱一吨水吧，以后有机会单独写写。6.超声波催化氧化

超声波应用在废水处理中的原理，其实是利用空化效应促使水中小粒径气泡周期性的产生、破灭。在这个过程中，释放出相当量的羟基自由基，来完成氧化水中有机物的作用。不过说实话，超声波发生器也是个相当费电的玩意儿，所以一般用这个来辅助完成高级氧化反应的场合并不多。我干了这么久的污水处理，仅在一次处理高粘度废水的过程中使用过，规模并不大，一个小时也就1m?左右，处理效果还算可以。但也仅仅只能作为预处理使用，后续扫尾工作还是得靠常规技术来搞定。

7.微波催化氧化

微波催化氧化听起来很玄乎是吧？我也是这么觉得的，反正我是从来没用过也没研究过。但我听水友聊起过这个技术，他说他们已经成功应用了，作为一个制药废水的预处理，用来提高B/C的。当然了，他们这个项目里面可不仅仅是单独的微波辐射，而是配合催化剂和双氧水来使用的。催化剂一般就是铜系或者铁系的，固体的，可以回收多次利用的那种。或者说单独使用微波+双氧水也行，其实微波就起个类似紫外光一样的强化催化作用，并不是直接用来参与反应的。我说难道微波不是用来加热的吗？水友和我说肯定会有加热的效应，但功率达不到正常家用的那种，只是极小的微波辐射即可。听他说完后，我脑子里面就自动浮现出了一个超大号微波炉的形象，感觉也太扯了。但水友说微波反应器不是家用那种超大号微波炉的模式，而是一个微波发生器+外置辐射头的结构。用的时候发生器在旁边，不过水，然后通过辐射头输送微波照射管道上流过去的水，就和那种分体式流量计的结构相似。我只能说是水处理的大千世界真是无奇不有，只有你想不到的，就没有咱环保工程师们干不到的！话说您各位有用过微波催化氧化的吗？如果有，也欢迎在留言区内简单说说，也好让大家伙跟着一起开开眼界。

8. 等离子体催化氧化

说起等离子体技术，最开始是用于水处理消毒方面的.尤其是在涉水家用电器领域，例如净饮机、热水机、洗衣机、制冰机等，为了杜绝用户使用过程中的细菌污染问题，开发了一系列的新型消毒技术。这其中就有等离子体消毒技术。

所谓的等离子体，就是随着系统能量增加的同时，原本结合的分子逐渐分离并扩散至更广阔的空间，最终形成了一种由自由电子和离子构成的混合态。这种状态即被称作等离子态，也被称为物质的“第四形态”。等离子体分两种，高温等离子体和低温等离子体。高温等离子体其实最常见，例如火焰就是。但咱干环保的没法用，总不能拿火烧废水吧？咱们能打打主意的，只有低温等离子体。而低温等离子体是在常温常压条件下，利用高压电场强行提高气体分子的能量，将其激发成富含正负电荷的等离子体。然后再把这种等离子体送到水中，让其氧化水中的COD类物质。也是非常小众的一门技术，但的的确确是有公司在研究，我也和厂家交流过。但真实的项目和设备，从没见过。

9. 电子束辐照技术

电子束辐照技术前段时间超级火，经常看见相关报道，主要还是研发团队名气太大，又是清华又是中广核的，随便拎出来一家都是跺跺脚环保圈就能抖三抖的存在。更何况后面这个技术还屡获大奖，也进一步强化了它的人气。不过这个电子束辐照技术距离普通人和普通项目还是太远，以至于很多人都不是很了解它。就拿“辐照”这俩字来说吧，很多人的第一感觉就是利用放射性物质的辐射线来照射，这个简直不要太危险！实际上这种技术和放射性物质没关系，只是基于高能电子的冲击作用，来生成羟基自由基，进而氧化有机物。这里面的关键，就是如何把原本无序运动的电子，经过约束后，形成一种定向运动的电子流，从而爆发出巨大的能量潜力来。当然，要想把无序散漫的电子集合起来，形成一股定向流动的高能电子流，可没那么容易，高压、真空和绝缘是最起码的环境。高压的作用，是给电子加速。真空的作用，是为了减少电子运动过程中和空气摩擦时的能量损失。而绝缘的作用，则是为了防止设备被高压击穿以及高压放电现象。然后再通过磁场作用，才能使无序运动的电子被迫进行定向运动，并获得高能量和高速，从而形成的高能电子流。有多高能呢？百万电子伏特（10?eV）的能量，以及接近光速（299792458m/s）的速度，够高能了吧！而利用这种高能电子束辐照废水时，就会产生很多的自由基物质，从而实现氧化降解水中COD的效应。毋庸置疑，这个技术已经落地了，项目名称、规模等等信息都是网上可查的。但据我了解到，有些项目上已经停用了该技术，估计也是不甚经济，运行费用太高了。10.微纳米空气泡技术

微纳米气泡指的是粒径≤1μm的气泡，由于其气泡粒径小，配合其他类型的工艺使用时，就会产生很多意想不到的效果。就拿微纳米气泡+臭氧技术举例吧。传统气泡在水中上升时，速度是遵循斯托克斯定律的，也就是气泡在水中的上浮速度，和气泡直径的平方成正比。然而纳米气泡因为颗粒粒径太小了，导致其在水体中反而体现出明显的布朗运动特点，因而运动呈现随机悬浮的特性。有计算结果表明，半径为50nm的微纳米气泡的上升速度低至2.7nm/s，表明浮力对微纳米气泡的作用微乎其微。别小瞧这种特性，这似的微纳米气泡在水中的停留时间大大延长，从而加强了氧气的传质效率。据有关研究表明，微纳米气泡比传统曝气的传质效率，能提高5~8倍。传质效率高了，自然能耗就小了，就能更省钱。除此之外，微纳米气泡的寿命还特别长，可稳定存在12小时。再配合其布朗运动的特性，自然就能大大提升其在水中的传质效率了。另外，微纳米气泡还具备自增压效应，在收缩破裂时的一瞬间，内部压力甚至可以达到100MPa。破裂时甚至能产生大量的羟基自由基，用来氧化有机物。

目前为止，微纳米气泡已经被应用在自来水除异味中，效果很好。

但在污水处理领域，微纳米气泡单独使用的情况还比较少，多数时候都是配合其他工艺一起用，例如微纳米气泡臭氧、微纳米气泡好氧曝气等。并且由于微纳米气泡发生器价格不便宜，导致其目前在市场的占有率不算太高。但随着其在运行时的低成本优点渐渐凸显后，相信在未来肯定会迎来大爆发。