从水处理高级氧化方法谈技术“边界”

技术的发展，靠科学；而科学的发展，往往由假说开始；一种假说被大量的实验所证实，就是“机理”了。

从这个角度，H₂O₂产生•OH的机制，我不太相信可由Fe³催化，也怀疑有真正意义的异相催化剂；由Fe²活化，这就是芬顿法“机理”。

依据有机物高级氧化的假说，首先•OH氧化有机物，生成有机物自由基；有机物自由基再被分子态O₂所氧化；氧化过程中大部分电子（甚至8/9）是被分子态O₂夺取的。若这个假说成立，芬顿技术应该“充氧”。我没有做过这方面的研究，但参与的工程化研究项目使用“管道混合器气浮”，实现了芬顿工艺，且效果一点都不比实验室差。管道混合器功能：实现快速高效混合，生成•OH，再生成有机物自由基。•OH寿命只有纳秒级，学术界公认，基本属于机理了。所以说，快速混合、溶氧充足，就是芬顿法的“边界条件”。

催化臭氧形成•OH，是异相催化机制。有一边界条件更为突出，就是我常提及的催化剂“作用域”。已有文献证实：氧化物种作用域只有几十微米。•OH应差不多，因为•OH一部分在催化剂表面产生、一部分由其它氧化物种（寿命也只有微秒级）转化。由此我认为，负载型催化剂，不宜使用流化床实施催化臭氧氧化。就是说：催化剂作用域，是催化臭氧方法的“边界条件”。我们发明的“微通道整砌填料”，就是为了满足这一边界条件。

当然，催化臭氧氧化工艺的边界条件还很多：

1、我们的铁屑基催化剂，填料表面有效催化成份主要是γ-FeOOH，理论上pH值小于3.7发生溶解；由此我们规定：在pH值大于6.5条件下应用。

（https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.116838）

2、空气源制备臭氧，氧化处理后废水总氮提高。很明显，空气中N₂被发生器活化为NO_X了。好在工程上均使用纯氧，若使用空分装置时，希望纯氧浓度能高些。

3、若原水中碱度很高，当碱度值（CaCO₃计）比COD值超过10时，将对臭氧氧化产生较大的不利影响，机理是：CO₃²^－为•OH猝灭剂。针对这一问题，目前我们已有配套方案。

一句话：高级氧化不同于一般化学反应，它的方法原理决定了工艺边界条件。在此只是提醒同行注意，若观点不同可以商榷。

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