Hiện nay, các kỹ thuật xử lý sinh học truyền thống chủ yếu được sử dụng cho các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải.hiệu quả của một số nước thải có nồng độ cao và cấu trúc hóa học ổn định không phải là lý tưởngCác chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải này có nồng độ cao, độc hại và thành phần phức tạp.chủ yếu chứa các cấu trúc thơm ổn định khó phân hủy, với khả năng phân hủy sinh học kém và xử lý khó.việc loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải hữu cơ của lò phản ứng sinh học (BROW) đã trở thành một điểm khó khăn trong lĩnh vực xử lý nước thảiTrong những năm gần đây, đã có rất nhiều nghiên cứu về các phương pháp xử lý nước thải hữu cơ phản kháng cả trong nước và quốc tế.so với các phương pháp xử lý nước truyền thống, Các quy trình oxy hóa tiên tiến (AOP) đã thu hút sự chú ý rộng rãi cho những lợi thế của chúng về hiệu ứng xử lý tốt, tốc độ nhanh, không có ô nhiễm thứ cấp và khả năng áp dụng rộng rãi.Các phương pháp xử lý nước oxy hóa tiên tiến thường có các đặc điểm sau:: a. sử dụng một số lượng lớn các gốc hydroxyl sống động với khả năng oxy hóa mạnh như chất oxy hóa, có thể gây ra các phản ứng chuỗi của các phản ứng oxy hóa; b.nồng độ đủ của các gốc hydroxyl có thể hoàn toàn vô cơ chất ô nhiễm hữu cơ mà không tạo ra ô nhiễm thứ cấpPhương pháp này có thể oxy hóa các chất ô nhiễm hữu cơ ở nồng độ khác nhau trong nước và cũng hiệu quả đối với một số hợp chất hữu cơ theo dõi nồng độ thấp;Phương pháp này có thể được sử dụng một mình hoặc kết hợp với các phương pháp khác như phân hủy sinh học để giảm chi phí xử lýCác công nghệ xử lý chi tiết của AOP được chia thành ba loại: phương pháp oxy hóa tiên tiến truyền thống, phương pháp oxy hóa không khí ẩm và phương pháp oxy hóa điện hóa,và các ứng dụng của chúng trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ từ nước thải được thảo luận chi tiết. 1. Các phương pháp oxy hóa tiên tiến được sử dụng phổ biến hiện nay bao gồm phương pháp Fenton, phương pháp O3/UV, phương pháp O3/H2O2 và phương pháp oxy hóa quang xúc tác TiO2.Việc áp dụng chất phản ứng Fenton trong việc loại bỏ oxy hóa các chất ô nhiễm hữu cơ bắt đầu vào những năm 1960, khi Eisenhauer lần đầu tiên sử dụng Fe2 + / H2O2 để loại bỏ phenol và alkylbenzen trong xử lý nước. Emolla et al. sử dụng phương pháp oxy hóa Fenton để xử lý nước thải có chứa ba loại kháng sinh,amoxicillin, ampicillin và clotrimazole, và thấy rằng ba loại kháng sinh có thể được tổng hợp hoàn toàn trong một số điều kiện nhất định, với tỷ lệ loại bỏ COD trên 80%.Để cải thiện hiệu quả xử lý chất phản ứng Fenton, ánh sáng cực tím (UV) được giới thiệu, có thể làm giảm lượng Fe2 + và thúc đẩy sự tổng hợp của H2O2 thành các gốc hydroxyl oxy hóa cao,có thể làm cho chất hữu cơ phong phú hơn và vô cơMột số người đã sử dụng nó trong xử lý sâu nước thải thuốc nhuộm azo và kết quả cho thấy rằng khi nồng độ thuốc nhuộm azo là 400mg / L,Phương pháp UV Fenton có thể đạt được tỷ lệ biến đổi màu hơn 95% trong nước thảiTuy nhiên, phương pháp này không hiệu quả cao cho việc áp dụng năng lượng mặt trời và chi phí thiết bị xử lý tương đối cao.dẫn đến tiêu thụ năng lượng cao trong quá trình vận hành thiết bịPhương pháp O3/UV lần đầu tiên được áp dụng bởi Garrison et al. để xử lý nước thải có chứa muối xyanua sắt phức tạp,và nó được tìm thấy rằng tách bức xạ UV từ O3 có thể tăng tốc độ oxy hóa bởi 10-104 lần. Jia Quan sử dụng các phương pháp oxy hóa tiên tiến như O3 / UV và O3 / H2O2 để ngừng xử lý nước thải nhuộm. Kết quả cho thấy khi giá trị pH là 8 và thời gian phản ứng là 2 giờ,công nghệ oxy hóa tiên tiến của O3 / UV có tỷ lệ biến đổi màu 98.3% và tỷ lệ loại bỏ COD là 67,0% cho nước thải nhuộm.Phương pháp oxy hóa quang xúc tác để xử lý nước thải kháng sinh có lợi thế của các điều kiện phản ứng nhẹSood et al. tổng hợp Bi2O3/TiO2 chất xúc tác quang bằng phương pháp thủy nhiệt,và sử dụng chất xúc tác quang để tổng hợp nước thải kháng sinh loxacin mô phỏngKết quả thí nghiệm cho thấy sau 2 giờ điều trị bằng ánh sáng, tỷ lệ tổng hợp ofloxacin là 92%.oxy hóa quang xúc tác đã cho thấy kết quả tốt trong việc xử lý nước thải thuốc trừ sâu, đặc biệt là nước thải thuốc trừ sâu organophosphorus, với hiệu quả phân hủy thỏa đáng, tỷ lệ loại bỏ COD và TOC.Phương pháp oxy hóa quang xúc tác có một số lợi thế trong xử lý nước thải hữu cơ, nhưng các vấn đề chính là chi phí chuẩn bị chất xúc tác cao, tỷ lệ ứng dụng năng lượng ánh sáng thấp, khả năng sản xuất các sản phẩm trung gian độc hại hơn và khó thu hồi chất xúc tác.Do đó, cần nghiên cứu thêm về việc áp dụng phương pháp oxy hóa quang xúc tác trở ngại. 2.Phương pháp oxy hóa không khí ướt được giới thiệu vào những năm 1950 và đã nhận được sự chú ý nghiên cứu đáng kể cả trong nước và quốc tế trong những năm gần đây. Nhật Bản và Hoa Kỳ đã áp dụng nó để xử lý nước công nghiệp. phản ứng oxy hóa không khí ướt cũng thuộc về phản ứng dây chuyền gốc tự do,và các gốc tự do khác nhau được sử dụng làm chất oxy hóa để loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơPhương pháp oxy hóa ướt trộn nước thải có chứa chất ô nhiễm hữu cơ với không khí hoặc oxy và oxy hóa các hợp chất hữu cơ trong nước thải dưới nhiệt độ cao và áp suất cao (150-350 °C, 0.2 °C).5-20MPa) điều kiệnPhương pháp oxy hóa không khí ướt có lợi thế oxy hóa hoàn toàn các chất ô nhiễm và ô nhiễm thứ cấp tối thiểu, và có thể loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm khó phân hủy sinh học.Nhưng phương pháp này cũng có một số hạn chế.Phản ứng cần phải được dừng lại trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao,có thể gây ăn mòn nghiêm trọng cho thiết bị và yêu cầu đầu tư lớn vào hệ thống vận hành thiết bịDo đó, nó có một số hạn chế trong các ứng dụng công nghiệp.chất xúc tác thích hợp có thể rút ngắn thời gian phản ứng và làm cho các điều kiện phản ứng dễ dàng hơn để đạt đượcCác chất xúc tác đồng nhất có sẵn bao gồm kim loại chuyển tiếp, kim loại quý, kim loại đất hiếm và oxit và muối của chúng.thường sử dụng vật liệu như silic gel, than hoạt động, đất diatomaceous, alumina, v.v. như các chất mang để tải các loại kim loại hoạt động khác nhau và các oxit của chúng để ngăn chặn các phản ứng xúc tác.Phương pháp oxy hóa không khí ướt được sử dụng để xử lý nước thải thuốc trừ sâu bằng cách tiếp tục đưa không khí dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, có thể oxy hóa chất hữu cơ trong nước thải thành chất hữu cơ phân tử nhỏ và thậm chí hoàn toàn vô cơ.Các hợp chất hữu cơ có chứa phốt pho được oxy hóa để tạo ra axit phốt phoNgoài nước thải thuốc trừ sâu, bột giấy, nước thải khí than, nước thải gia vị, vvcũng có thể được xử lý bằng phương pháp oxy hóa không khí ướt, có tác dụng tốt đối với việc loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải công nghiệp như dược phẩm, sản xuất giấy, sợi, rượu, in ấn và nhuộm.
3Chất oxy hóa điện hóa và oxy hóa điện xúc tác là các phương pháp oxy hóa tiên tiến đã thu hút nhiều sự chú ý trong những năm gần đây. They apply an external electric field and generate strong oxidizing free radicals through a series of electrode reactions inside the reaction installation to stop the oxidation and degradation of organic pollutants in sewage, biến chúng thành các chất trung gian phân tử nhỏ không độc hại hoặc độc tính thấp, và cuối cùng hoàn toàn vô cơ.Phát triển điện cực với hiệu suất xúc tác hiệu quả là khía cạnh quan trọng nhất của nghiên cứu oxy hóa điện xúc tácHiện nay, các vật liệu điện cực như điện cực cacbon, điện cực hợp chất phi kim loại,và điện cực lớp phủ dựa trên titan đã được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi cả trong nước và quốc tế.Li Hongbo đã sử dụng một lò phản ứng điện hóa hàng rào với điện cực Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2 làm anode và tấm thép không gỉ làm cathode để mô phỏng sự phân hủy axit isophthalic trong nước thảiTỷ lệ loại bỏ chất hữu cơ trong nước thải axit isophthalic với nồng độ ban đầu là 250mg/l là hơn 80%.Một số người ở nước ngoài cũng sử dụng điện cực phim kim cương bor doped như anode để xử lý nước thải thuốc trừ sâu có chứa chlorpyrifos với một COD ban đầu là 450mg / LKết quả cho thấy chất hữu cơ có thể được oxy hóa và phân hủy hoàn toàn chỉ trong 6 giờ.Dữ liệu điện cực kim cương/thép không gỉ được sử dụng với boron để xử lý nước thải có chứa năm loại kháng sinh sulfonamideCác kết quả thí nghiệm cho thấy cơ chế phân hủy của kháng sinh sulfonamide chủ yếu là do sự tấn công của các gốc hydroxyl vào liên kết S-N và vòng benzen.Phương pháp oxy hóa điện xúc tác có tác dụng phân hủy tốt đối với một số hợp chất hữu cơ có cấu trúc ổn định và khó phân hủyĐồng thời, hoạt động là phức tạp, chi phí hoạt động không cao và dễ dàng đạt được điều khiển tự động, có triển vọng ứng dụng tốt.Công nghệ AOPs đã nhận được sự chú ý rộng rãi ở các nước thịnh vượng như châu Âu, Mỹ, và Nhật Bản, và đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như hóa dầu, dược phẩm, thực phẩm, và bảo vệ môi trường.hiện nay nó chủ yếu được giới hạn trong thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và nghiên cứuThứ nhất, thiếu nghiên cứu có hệ thống và chuyên sâu về nhiệt động học, động học và các khía cạnh khác của các quy trình AOP; Thứ hai,do các điều kiện khác nhau của hệ thống phản ứng như nhiệt độ và áp suất, đòi hỏi các yêu cầu thiết bị cao như khả năng chống ăn mòn, khả năng chống nhiệt độ cao và khả năng chống áp suất cao, nó cũng làm tăng khó khăn của kiểm soát và vận hành quy trình,do đó cản trở việc áp dụng thêm công nghệ AOP trong thực tế.
