精制煤質顆粒活性炭生產廠家水處理高級氧化法活性物種生成機制及其技術特征

　　精制煤質顆粒活性炭生產廠家水處理高級氧化法活性物種生成機制及其技術特征

　　精制煤質顆粒活性炭廠家水處理高級氧化法活性物種生成機制及其技術特征。研究背景：當今，環境質量標準和污染物排放標準日益嚴苛，可供利用的水資源愈發緊缺，并且，環境中出現的新型污染物，如全氟有機化合物(PFOCs)、個人護理品(PPCPs)、微塑料(MPs)、內分泌干擾物(EDCs)等，呈現出多樣、復雜、難生物降解、持續風險等特點。傳統生物處理方法愈發難以將一些廢水處理至回用或者排放的標準。著重介紹Fenton法、臭氧氧化法、光催化法、電化學法、物理氧化法，追蹤發展歷程，從方法原理、影響因素、優缺點、發展潛力等方面進行系統的歸納論述，建立理論-技術-應用之間的發展與未來思考。

　　摘 要

　　高級氧化技術(advanced oxidation processes, AOPs)因其具有氧化能力強、反應速率快、可提高廢水的可生化性、二次污染少以及使用范圍廣等特點，在環境領域備受關注，已成功應用于廢水中有毒有害、難降解污染物的去除。對國內外相關文獻進行了系統地統計與分析，梳理了水處理中典型高級氧化技術的發展歷程、特點與應用，著重闡述活性物種的生成機制及作用原理，分析過程的影響因素和各技術的優缺點，結合應用實例強調各種技術在降解難降解污染物方面的特殊性與有效性，指出在原理-技術-應用方面，高級氧化技術將為水處理帶來更加廣泛的學術空間與應用前景。

　　Fenton氧化法

　　基本原理

　　在廢水處理中，Fenton試劑對污染物的去除機理可分為自由基氧化機理和混凝機理。

　　圖1 Fenton 機理示意

　　影響因素

　　Fenton氧化技術的處理效果主要受溫度、pH值、無機陰離子、亞鐵鹽及過氧化氫濃度的影響。溫度：一般在30℃左右較為合適。pH：一般控制在2-4，最佳pH值在3左右。體系中的無機陰離子對Fenton過程的影響機理主要分為兩個方面：SO42-等無機陰離子可能會與Fe2+、Fe3+產生絡合，使之不能有效地催化H2O2分解為·OH;Cl-等陰離子是·OH的淬滅劑，參與爭奪·OH生成氧化活性更低的·Cl，不利于污染物的分解。亞鐵鹽及過氧化氫濃度及比例會影響·OH的產量。

　　技術優缺點

　　Fenton氧化技術兼具凝聚作用，無須外界額外提供能量，操作簡便，可控性強，具有經濟性。但傳統Fenton法的·OH產生速率不高，體系中存在大量的競爭反應;該技術需要在酸性條件下進行，出水需要調至中性，導致消耗大量藥劑，增加處理費用，同時產生大量鐵泥，增加了出水COD、色度并造成二次污染的風險，運輸和儲存過氧化氫需要較高的費用，存在安全風險。

　　技術的發展

　　針對傳統Fenton法的缺陷，把紫外光、電場、臭氧、超聲波等引入Fenton體系，研究其他可能替代Fe2+的過渡金屬，如鈰、鈷、錳、銅等。目前，Fenton的前沿技術主要包括光Fenton法、電Fenton法、超聲Fenton法及無鐵Fenton法。

　　1 光Fenton法

　　光輻射可提高·OH的生成速率，加快污染物降解效率。除Fenton反應過程之外，光Fenton氧化機理認為：在λ<300 nm的光照條件下，H2O2將發生光解產生·OH，該反應可提高H2O2的利用率;Fe3+的絡合物在紫外或近紫外光照下發生光還原，產生Fe2+和·OH，其光量子產率與照射波長有關，該反應不但可提高·OH的產量，還將加快體系中Fe3+和Fe2+的循環，減少亞鐵鹽的投加量;此外，紫外或可見光輻射還可以誘導某些污染物或其與Fe3+的絡合物發生光降解。

　　圖2 光Fenton機理示意

　　在實際工程應用中，光Fenton法比傳統Fenton法更高效、比電Fenton法更為節能，對有機物的降解速率比非均相光催化反應高3-5倍。但該技術仍面臨著一些問題，例如由于紫外線僅占太陽光總能量的4%左右，對太陽光的利用率不高;由于Fe3+與有機物的絡合物不易吸收光子，故只適宜處理中低濃度廢水。因此，研究光活性高的物種，如Fe3+和草酸絡合物、Fe3+和檸檬酸絡合物等，或聯合電化學、超聲波等，結合新型反應器以提高光Fenton技術對光能的利用率，可以提高降解污染物的能力。

　　2 電Fenton氧化技術

　　利用電化學方法產生H2O2、加速還原Fe3+來強化Fenton氧化。其特點是在陽極產生ROS或直接氧化污染物;在供氧、酸性介質條件下，于陰極原位產生H2O2，并將Fe3+還原為Fe2+。

　　圖3 電Fenton機理示意

　　相較于傳統Fenton技術，電Fenton技術的優勢在于利用電能和氧氣原位產生H2O2，避免了H2O2運輸與儲存;同時，可在陰極將Fe3+還原為Fe2+，節省亞鐵鹽的投加量;而向陰極曝氧氣或空氣也能起到攪拌作用;另外，除了自由基氧化之外，還存在陽極氧化、電吸附、電絮凝等，協同作用的存在顯著提高了去除有機物的能力。但是，電Fenton技術仍存在著一些缺陷，例如受制于氣體在電解液中的傳質，H2O2的生成速率低;受制于競爭反應;對pH值要求苛刻等。針對這些缺陷，應著重研究大表面積且能高效電催化氧氣原位產生H2O2的新型電極材料，如多孔石墨、活性炭纖維等;另外，關注如何擴大電Fenton法的適用pH值范圍，比如通過絡合劑對Fenton試劑進行改性。

　　3 超聲Fenton氧化技術

　　將超聲波(20-1700 kHz)與Fenton氧化結合，可加快H2O2分解為·OH的速率。此外，超聲波的空化作用對污染物有一定的降解作用，且能促進體系介質的混合與傳質。超聲Fenton技術可應用于處理諸多難生物降解污染物，如有機染料、藥物等。

　　4 無鐵Fenton氧化技術

　　制約傳統Fenton法發展的因素之一是酸性介質條件，該因素也被視為其突破點之一。目前，滿足條件的元素有鈰、鉻、鈷、銅、錳、釕、鋁等。這些元素可在中性、甚至堿性條件下催化H2O2分解為·OH。

　　圖4 幾種金屬的無鐵Fenton機理示意

　　目前，金屬溶出和毒性是制約一些元素如鉻、銅等作為Fenton催化劑而大規模應用的重要因素，錳氧化物由于其具有高豐度且對環境無害而受到關注。因此，發展穩定難溶出、高催化活性的非均相金屬催化劑，是建立環境可持續的無鐵Fenton系統的重點。

　　臭氧氧化/催化氧化法

　　基本原理

　　臭氧氧化過程可分為直接氧化和間接氧化。由臭氧的電子結構可知，臭氧既可作為親電試劑、也可作為親核試劑，臭氧兩端的氧原子還可發生環加成反應。因此，臭氧直接氧化的機理可分為親電反應(臭氧進攻電子云密度高的基團)、親核反應(臭氧中的氧原子破壞碳氫鍵)以及臭氧加成反應(臭氧因其偶極結構而加成在有機物的不飽和鍵上)。可見，臭氧直接氧化存在選擇性。面對飽和脂肪族等有機物，臭氧難以直接將其氧化;并且，臭氧性質不穩定，會自行分解并釋放出熱量。

　　因此，希望臭氧氧化以更高效的間接氧化形式進行。臭氧間接氧化是指在水溶液中，O3與OH-等作用產生·OH，再通過·OH對污染物進行氧化。目前，關于臭氧在水體中的鏈式分解的解釋主要有TFG機理(堿性)和SBH機理(弱酸性或中性)。二者之間的差別在于鏈引發的方式不同，SBH模式是單電子轉移過程，TFG模式是兩電子轉移過程。

　　影響因素

　　臭氧氧化法主要受pH、溫度、臭氧投加量及投加方式、猝滅劑等影響。pH值影響臭氧與污染物反應的機制及反應動力學。溫度影響臭氧在水體中的溶解度、穩定性及反應速率。臭氧的投加量直接影響到污染物的降解效果。不同投加方式影響臭氧與水體之間的傳質，進而影響臭氧氧化效率;常見的臭氧投加方式有預臭氧投加、中間臭氧投加等。介質中的臭氧或自由基猝滅劑會與污染物降解形成競爭，降低氧化效率。常見的淬滅劑有CO32-、HCO3-、Cl-等。在實際應用中，可以通過加強預處理減少猝滅劑的含量。

　　技術優缺點

　　臭氧氧化法的獨特優勢在于兼具消毒、脫色除臭的效果，可通過破壞致病菌的代謝酶、遺傳物質或細胞膜的通透性等將微生物殺滅，其殺菌能力優于氯消毒，此外，臭氧能破壞碳氮雙鍵、偶氮等發色和助色基團，還能氧化氨、硫化氫、甲硫醇等惡臭氣體;無二次污染，剩余臭氧會自行分解并增加水體中的溶解氧;臭氧曝氣有一定的攪拌作用，能起到均勻物料、強化傳質的效果。該技術面臨的困境主要體現在臭氧產量低且利用率低、臭氧化副產物、設備腐蝕等方面。

　　技術的發展

　　結合物理場、投加均相或非均相催化劑等方式可強化臭氧催化分解有機物。其中，物理場如電場、超聲、光輻射、微波等，向臭氧分子提供能量，使其激發分解為自由基，還可通過非均相或均相催化劑催化臭氧分解。催化劑種類繁多，根據其在水相中的溶解性，可分為均相催化劑和非均相催化劑。

　　1 均相臭氧催化氧化法

　　目前，應用于均相臭氧催化的催化劑主要是一些過渡金屬，如Cu2+、Zn2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+、Co2+等，這些催化劑的性質決定了催化反應途徑和效率。均相臭氧催化氧化的機理主要有兩類，一類是金屬離子直接催化臭氧分解，通過一系列電子轉移過程產生·OH。另一類是金屬離子與有機物或者臭氧進行配位反應進而促進臭氧和有機物的反應。

　　與其他臭氧氧化法類似，均相臭氧催化的反應路徑及氧化效率與介質的pH、臭氧的濃度、催化劑的投加量有關。一般而言，均相催化反應的效率高于非均相催化反應，但由于均相催化劑主要以離子形態存在，回收難度大、需不斷補充，一些催化劑流失可能帶來新的環境風險。

　　2 非均相臭氧催化氧化法

　　根據性質不同，非均相臭氧催化劑可分成金屬氧化物(CuO、Fe2O3、MnO2、Al2O3等)、碳基材料(CNTs、石墨烯等)、礦物質、粘土、蜂窩陶瓷及以上材料的相互耦合。目前，非均相臭氧催化機理可分為自由基介導機理和非自由基介導機理，前者又可細分為自由基機理、氧空位機理、表面氧自由基機理等，后者主要指絡合機理。

　　自由基機理認為，臭氧與氧化物表面羥基發生吸附分解產生·O2-和HO2·，并通過電子轉移生成·OH氧化有機分子，CeO2、Al2O3等遵循該機理。氧空位機理認為，金屬氧化物表面存在許多晶格缺陷，這些缺陷可能影響臭氧的分解路徑，其中，磁性多孔尖晶石結構MeFe2O4含有大量氧空位(Me為金屬元素，有Ni、Mn、Co等)。表面氧自由基機理認為，對于n型氧化物，O3在其表面吸附會生成氧自由基。絡合機理認為，因過渡金屬具有空的d軌道，而大部分有機物含有苯環、雙鍵等電子云密度高的官能團，二者間易于形成金屬有機配合物，臭氧與配合物反應而實現有機分子的氧化。

　　圖5 經典的臭氧分子在催化劑表面的分解機理

　　可見，非均相臭氧催化劑表面的活性位點為Lewis位點和表面含氧官能團，如表面羥基。可控性調節這兩種催化位點被認為是臭氧催化劑研究的前沿方向之一。在實際工程中，非均相催化臭氧法表現出非凡的應用潛力。

　　非均相臭氧催化技術受催化劑及其表面性質、pH、有機分子的性質等因素的影響。催化劑性質如晶胞大小、比表面積、表面活性位點的數量、零電點等，主要受制備方法及條件的影響。pH影響著非均相催化反應的路徑。相較于均相臭氧催化劑，非均相臭氧催化劑具有容易回收、可重復利用、成本較低、改良空間大等優點，在去除難生物降解的有機污染物方面極具應用潛力。

　　目前，臭氧氧化技術的發展方向是增強臭氧的傳質并提高利用率以及提高臭氧轉化為·OH的效率。從宏觀上，體現為新型臭氧反應器和催化劑的研發。新型反應器的開發方面，主要圍繞著臭氧的原位產生、氣體的均勻分布、梯級利用及微氣泡應用。催化劑方面，集中在金屬氧化物、分子篩或碳基材料的摻雜以及催化材料的形貌調控，如在沸石負載鈰、鐵、錳等氧化物，金屬摻雜于碳納米管，金屬氧化物修飾另一種金屬氧化物等。

　　光催化氧化

　　基本原理

　　光降解可分為直接光解和間接光解。直接光解指在光的作用下，有機物吸收光能發生分解或達到激發態與其他物質發生反應。間接光解指介質中某些物質吸收光能后達到激發態，誘導有機分子發生反應。間接光解還分為非催化和催化過程，前者多采用氧化劑如H2O2、O3等，在紫外光照射下產生活性物種降解污染物;后者則是光催化氧化過程，是指在光照下，通過加入催化劑，使催化劑受到激發產生電子-空穴對，吸附在其上的氧分子、水分子在電子-空穴對作用下生成·OH等活性物種。光催化氧化法還可分為均相催化和非均相催化，均相光催化反應主要以Fe2+或Fe3+、H2O2為介質，通過光Fenton反應生成·OH等活性物種。非均相光催化反應則是采用TiO2、ZnO、WO3、Fe2O3等半導體材料通過光催化作用降解有機污染物。以研究最為廣泛的TiO2為例，當照射光子能量等于或超過其禁帶寬度(3.2eV)時，光激發電子由價帶進入導帶，產生強氧化性的空穴，可奪取表面羥基、水分子或有機分子的電子，使之被活化或氧化。此外，具有強還原性的電子可結合表面吸附的O2生成·O2-，結合電子、H+原位生成H2O2，電子還可與H2O2作用直接生成·OH，如式(23)-(28)所示。但是，若催化劑表面沒有電子和空穴捕獲劑，則電子和空穴將在幾個納秒內復合而釋放出熱量，如式(29)所示。

　　圖6 光催化半導體電子空穴分離示意

　　影響因素

　　影響光催化過程的因素主要有光照強度、pH、催化劑性質及用量、鹽分等。從光催化原理可知，光子能量需要等于或大于半導體的禁帶寬度，電子才可激發躍遷至導帶。另外，光強還可能影響降解速率。于催化劑而言，pH值將影響著半導體帶邊電位的移動，增加pH值有利于增強導帶電子的還原能力。催化劑晶型、晶格、晶面及其顆粒大小等因素對光催化均有影響。催化劑用量存在最佳范圍。鹽分對光催化反應的影響跟鹽的種類及反應條件有關，影響機制主要是在催化劑表面與有機分子、水分子或OH-等發生競爭性吸附甚至是競爭性反應，如Cl-、HCO3-、Fe2+、Mn2+等均可能產生影響。

　　技術優缺點

　　相較于其他方法，非均相光催化氧化法的優勢在于能有效地吸收部分太陽光，可利用太陽光作為輔助光源，減少光能輸入，且催化劑自身具有高化學穩定性、廉價、無毒等特點;反應條件溫和，無需高溫、高壓;此外，光催化設備結構簡單、容易操作。

　　但該技術仍未實現大規模工業化應用，主要受制于太陽能利用率低、光催化效率低、透光性影響、面臨催化劑流失等問題。由于低反應速率、電子-空穴對的高復合率而導致光催化效率低也是阻礙其工業化的重要原因。另外，當有機物濃度過高時，因廢水透光性下降，導致光催化效率降低。最后，該技術也面臨著催化劑的回收問題，減少催化劑的流失，可減緩對環境的二次污染并減少催化劑的投加量而帶來經濟效益，因而催化劑固定化技術得到發展及重視，可將TiO2制成膜狀負載于空心球、沙子、玻璃等載體，以減少催化劑流失。

　　技術的發展

　　目前，光催化的發展方向在于開發新型的光催化反應器和研發新型半導體光催化劑。在催化劑方面，通過摻雜金屬(Ag、Pt、Au等)、半導體金屬氧化物(Fe2O3、CdS等)、無機原子(N、C、S等)等方式，以拓寬催化劑的吸收光譜至可見光范圍，減緩電子-空穴對復合。在反應器設計方面，光源分為紫外光源和可見光源，可見光源較為節能，但光能利用率普遍不高，故現階段一般采用氙燈、汞燈等紫外光源，光照方式分為聚光型及非聚光型，催化劑的負載方式有懸浮型和固定型，反應器的形狀主要有平板式、箱式、管式等。目前，光催化反應器正朝著高效、大型、透光良好、操作簡單、經濟投資及運行的方向發展。

　　電化學氧化

　　基本原理

　　電化學氧化是指利用電極作用氧化污染物，直接或間接產生·OH、·O2-等活性自由基降解污染物。其機制主要可分為陽極直接氧化和間接自由基氧化。前者是指吸附在陽極的有機分子因失電子而被氧化，但降解能力有限;后者是指通過電極反應產生·OH、·O2-等自由基或O3、H2O2等氧化劑進而生成自由基氧化有機分子。在水相中，水分子在陽極表面被氧化成吸附態的·OH，將有機分子礦化，也可能分解產生O2、H2O2等，此外，還可能使陽極材料進一步轉化為更高的氧化態MO，雖然氧化能力低于·OH，但仍可一定程度地氧化有機分子，如式(30)-(35)所示。

　　影響因素

　　電化學氧化過程主要受電極材料、操作條件、介質條件等影響。電極材料的性質從催化活性、反應速率、競爭反應等方面直接影響污染物降解，電極材料的選擇可能造成反應速率發生數量級的變化，另外，選擇析氧電位較高的電極材料可避免發生析氧反應。關鍵的操作條件包含電流密度、電極間距。介質條件如電解質濃度、pH、其他離子等均會產生影響。

　　技術優缺點

　　電化學氧化法的優勢在于可回收濃度較高、有價值的金屬，既避免二次污染，又能帶經濟效益;此外，污染物降解途徑多樣，兼具殺菌、電吸附等作用;且反應器占地面積小、操作簡單、反應條件溫和、可控性好，可根據有機負荷隨時調節電流、電壓等操作條件以滿足工藝需求。

　　然而，該技術的突破口在于解決電極污染、電極壽命、反應器設計、設備投資及運行成本等。在實際應用中，電極易受污染，導致活性降低，需要定期清洗、維護。若采用可溶性電極，使用壽命短、難回收、易對環境造成二次污染且電流效率低。在工程應用方面，缺乏傳質均勻、運行穩定的大型電化學反應器，而且電極材料昂貴，耗電量高，大部分處在10-60 kWh/m3。

　　技術的發展

　　根據該技術所面臨的問題，可耦合Fenton試劑、光照、超聲等手段，以提高其氧化能力及處理范圍。在機理方面，探討不同類型污染物的降解機理，以針對特定、高毒害且難降解的廢水設計專屬的電極或反應器。目前，主要的技術瓶頸在于電流效率低及電極壽命短，突破口在于電極材料、反應器的研發。常見的電極有DSA電極、BDD電極等。

　　物理氧化技術

　　濕式氧化法

　　濕式氧化(WAO)是在150-320℃，0.5-20MPa下，以氧氣或空氣作為氧化劑將有機分子礦化或分解至可生物降解的形態。其過程主要包含氧傳質及化學反應，而化學反應過程普遍認為是自由基反應作為主導，分為引發階段、傳遞階段及淬滅階段。在引發階段，高溫下O2和有機分子發生奪氫反應產生R·和HO2·;還有觀點認為，O2在高溫高壓下分解為O·，結合水分子產生·OH也是一條重要途徑，如式(36)-(39)所示。自由基傳遞階段極其復雜，主要的降解反應如式(2)、(3)、(40)、(41)所示。當然，由于存在自由基之間的淬滅反應，故自由基傳遞不會無止盡地發生，主要的終止反應如式(42)-(44)所示。

　　WAO法主要受溫度、壓力、氧化劑量、污染物性質及反應時間等影響。

　　該技術具有降解效率高、反應時間短、無須特殊氧化劑的優勢。大多數WAO工藝可在水力停留時間為0.5-1 h內，將高濃度廢水的COD降解80%以上，并大大提高廢水的可生化性。由于采用O2或空氣中的氧氣作為氧化劑，故對環境友好且廉價易得。但是該技術要求高溫高壓，且中間產物大都為小分子有機酸，易腐蝕設備，對設備材料要求苛刻，投資費用很高。因為需要高溫高壓，故該技術僅適用于處理小流量高濃度廢水，難以實現放大。

　　基于上述問題，發展了濕式過氧氧化技術、催化濕式氧化技術、超臨界水氧化技術。濕式過氧氧化技術是通過投加氧化電位更高的氧化劑來提高氧化效率，如：H2O2、O3等。催化濕式氧化技術則是通過投加Cu2+、Fe2+、Co2+、CuO、CeO2等催化劑以降低所需溫度及壓力，提高氧化效率。

　　超臨界水氧化法

　　超臨界水氧化(SCWO)技術是在374℃、22.05 MPa以上，利用超臨界水的特殊性質，將有機污染物完全礦化，磷、硫等氧化為最高價態的鹽。超臨界水的特點是低密度(臨界點時密度為0.3 g/cm3)、低介電常數(臨界點時約為5)使超臨界水接近非極性、低粘度(低于3×10-4 Pa·s)使其具有很高的擴散速率;低表面張力使氣液相界面消失，傳質迅速且均勻。SCWO主要是自由基反應過程，其自由基反應與WAO相似，也有觀點認為SCWO有別于WAO，因為超臨界溫度高于部分有機物的燃點而導致氧化燃燒，發出明亮火焰。

　　該技術的優勢在于反應速率快、停留時間短、氧化效率極高、無二次污染。一般在1-10 min內可將有機物礦化、令重金屬氧化固定，礦化率高達99.99%，由于降解徹底，流出物無須進一步處理即可填埋，且出水可回用。此外，當有機物含量高于2%時，可利用反應熱實現熱量自補償而無須外加熱量。當前，阻礙該項技術大規模工業化的問題是鹽沉積、設備腐蝕、傳熱等問題。由于超臨界水接近非極性，無機鹽溶解度小，故進水及反應產生的鹽分容易析出，造成堵塞;可通過對進水脫鹽等預處理措施、反應器的結構優化改善鹽沉積的問題，如逆流式反應器、離心式反應器、液化固體流化床等。體系中高溫高壓、高濃度氧氣、酸性物質、鹽分會對反應器造成嚴重的化學腐蝕，足夠強度且耐腐蝕的材料或適宜催化劑是目前超臨界水技術需要突破的關鍵點。

　　圖7 超臨界水氧化流程

　　重要結論

　　通過介紹Fenton法、光催化法、臭氧氧化法、電化學法、物理氧化法這五類經典高級氧化技術中產生活性物種的機理，從影響因素、各自優缺點兩方面對各技術特征進行了討論，同時，根據其中的限制因素，展望了各技術的發展方向并舉例介紹了其在環境領域的應用，以期呈現出高級氧化技術的原理-技術-應用基本脈絡。目前，Fenton法和臭氧氧化法因其技術成熟、經濟性優異，應用較為廣泛;但隨著對光催化、電化學、物理氧化研究的不斷深入以及配套材料、反應器的逐步成熟，這些技術會慢慢地得到應用并形成各自的工業裝備及應用體系。

　　產生活性物種的方法有投加氧化劑、催化劑以及引入物理場等，AOPs的總體發展方向是合理利用各自的優勢，對多種技術手段進行耦合，例如光Fenton、電Fenton、濕式催化氧化等。針對需要完善的具體技術，例如：在臭氧催化氧化、光催化氧化技術中，不斷尋找高效、易回收的高效催化劑;在Fenton體系中，致力于藥劑的替換和減量等。盡管經歷了相當長時間的發展，AOPs仍然存在諸多尚未解決的問題，例如：在復雜的機理層面上，尤其是催化氧化方面，一些活性物種的產生機理還存在爭議，對許多污染物的降解歷程還不明晰;技術層面的集成化與產業化有待形成，例如，臭氧發生器的低產率、熱損失、高能耗問題，超臨界水氧化反應器材料抗腐蝕以及鹽沉積問題等，光催化氧化的量子效率在反應器上的表達問題等，工藝和材料成為技術產業化的瓶頸。

　　展 望

　　未來的高級氧化法在尋求更多的新原理及其耦合以及更廣泛的應用領域。前者包括生物氧化與還原、催化氧化、化學氧化與還原、電化學氧化、空化與超聲波、電子束伽馬輻照、液電等離子體、非熱等離子體、TiO2光催化還原、光化學降解、亞臨界與超臨界等;后者涉及水、廢水、地下水、自來水的凈化與消毒處理，市政污水、醫院廢水、垃圾滲濾液、污泥沉淀與脫水，土壤修復過程中新興污染物的轉化等。此外，模型、材料、測量/監控、反應器和工程工藝等方向的新開發將成為AOPs技術發展的動力，與生物技術、膜技術等的結合，可以滿足日益嚴格的環保法規與公眾健康要求，成為一些領域傳統處理技術的替代技術。

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