污水处理高级氧化技术实验装置的分类、原理与应用进展

　　污水处理高级氧化技术实验装置通过生成强氧化性自由基，实现难降解有机物的高效分解，已成为水处理领域的研究热点。根据反应机理与装置特性，主要分为以下三类：

　　一、化学氧化类实验装置

　　以芬顿氧化体系为核心，通过亚铁离子催化过氧化氢生成羟基自由基，破坏有机物分子结构。典型装置包括均相芬顿反应器与非均相芬顿反应器。前者采用硫酸亚铁溶液与过氧化氢混合，适用于低pH值废水处理；后者则通过铁基复合材料等固体催化剂，突破pH限制，在pH=6条件下仍保持90%的催化活性。实验数据显示，该技术对苯酚类废水去除率可达98%，但存在铁泥产量大、运行成本高等问题。

　　二、电化学催化氧化类实验装置

　　依托电极表面发生的氧化还原反应，直接降解有机污染物。三维电极反应器通过填充颗粒电极增大比表面积，提升传质效率。实验表明，处理COD超8000mg/L的垃圾渗滤液时，电流密度15mA/cm²下能耗较二维电极降低22%。掺硼金刚石电极凭借8000小时使用寿命，成为高浓度废水处理的，但制备成本较高制约其大规模应用。

　　三、光催化与臭氧氧化类实验装置

　　光催化装置利用二氧化钛等半导体材料吸收紫外光，产生电子-空穴对分解有机物。氮化碳/氧化石墨烯复合催化剂在可见光下对四环素的降解效率较传统二氧化钛提升40%。臭氧氧化装置则通过臭氧分子直接氧化或催化生成羟基自由基，某自来水厂采用臭氧-活性炭组合工艺，使出水有机物浓度降低65%。新型臭氧高级催化氧化装置（CDOF）集成旋流气浮技术，实现COD去除率超90%，且污泥量减少90%以上。