(1)Fenton 氧化法
Fenton 氧化法是一种能够更深层次氧化的技术,Fe 和 H2O2 经过一系列 链式反应之后可以生成羟基自由基,而 Fenton 氧化法就是利用这一原理,而 且又因为羟基自由基有很强的氧化性,很多有毒且难降解的有机化合物都能 被其氧化,以此便可以做到使污染物去除的要求。日前很多人正在做试验希 望将 Fenton 法和超声波、紫外线等结合起来以达到更好的降解效果。Trovoa Alam G 等[24]比较了在两种不同水(去离子水和海水)中使用光-Fenton 法并 比较对它们的降解率,结果是:在去离子水中,铁离子浓度由低到高的过程 中,几乎不影响磺胺甲恶唑由有机态转化为无机态的过程,但是当过氧化氢 的浓度超过 100mg/L 的时候,使用光-Fenton 法,磺胺甲恶唑的毒性由高变低, 且降低幅度很大。保持条件不变,在海水中使用光-Fenton 法,磺胺甲恶唑虽 然降解了几乎一半,但是毒性却大大增加了,高达 90%。Ivonete Rossi Bautitz[25]
研究得出了 Fenton 法基本上不受铁离子源、水,有无光照等条件的影响,但 是如果是处理污水处理厂的水,则 Fenton 法对其的影响非常大,在有光的条 件下,以草酸铁作离子源,可以是任意水源,在实验得出的最佳条件下,完 全降解四环素可在 2min 以内完成,但需要特别重视的是在 pH<6 时甚至更低 时, Fenton 氧化技术的效果更明显。
(2)臭氧高级氧化法
水 处理 中几 种常 用的 均 相臭 氧高 级氧 化技 术 有 O3/UV 、 O3/H2O2 、 O3/UV/H2O2。O3 语水中有机物直接发生氧化反应,这种方式选择性很强,不 饱和脂肪烃和芳香族化合物经常选用这种方法,由于这类物质含有范德瓦耳 斯键,O3 可以发生加成反应生成臭氧化物。臭氧化物在水体中又可以裂解成 两性离子和羟基化合物,两性离子很容易就会发生分解反应生成羧基和过氧 化氢。除此之外,键能最低的键会被 O3 破坏并发生断裂。Sharma Virender K[26] 研究了磺胺类、大环内酯类等抗生素的 Cl2,ClO2,O3,Fe(VI)氧化的动力学, 结论是:在极短的时间内,O3 能够有效降解药物,而且 O3 最重要的作用核心 是抗生素的苯环和未质子化的氨基。
臭氧对去除磺胺甲基恶唑很有效果,当 pH 值高时,磺胺甲基异恶唑被氧 化成对应的小分子,其中包括对氨基苯磺酰胺、NO3-和有机酸。A。 Y。 C。Lin[27] 等人以 3 类抗生素(含苯环的磺胺类抗生素、含 2 个 C=C 不饱和键的大环内 酯类抗生素和不含 C=C 不饱和键的大环内酯类抗生素)为研究对象,考察了 O3/H2O2 催化氧化体系对 3 类抗生素的降解效率。当 H2O2 和 O3 的用量比为 5:1 时,O3/H2O2 对这 3 类抗生素的降解率都最高,而 H2O2 的过量投量无法提高 臭氧氧化抗生素的效率,乃至会使臭氧氧化效果有所降低。
(3)超声波水处理法 超声水处理法是近年来生化学领域研究的新发展,它是来自超声空化现
象,在一定频率和声强的超声波下,声空化可以把声场的能量汇聚在一起, 由于空化泡的破裂并且又在及其小的空间内,大量能量被释放出来,正常温 度与压力下的环境也随之产生非同一般的高温(高于 4700℃)和高压(高于 5×104kPa),导致局部“热点”(Hotspot)的形成,有机物在此高温高压下会热
解进而断键;由于超声波的频率极高,在它的传播过程中,分子快速撞击, 对质点的冲击力极大,同样会使分子链断开;空化过程中会形成具有强氧化 性羟基自由基和过氧化氢,只要它们与溶液接触就会迅速地降解有机物。超 声水处理技术虽然在一定程度上可以降解水中的药物,但是到目前为止,只 有在实验室里可以对超声水处理技术进行研究,无法运用到实际中去。要将 其实现工业化还需做进一步的探讨并积极研究其反应动力学,并且还需研发 出大型的超声反应处理装置[28]。