近年来，随着现代工业技术的迅速发展和大中小城市人口激增，环境压力日趋增大，废气、废水等污染物严重破坏了生态环境。传统的废水处理工艺已经无法有效去除部分难降解的污染物，而且在常规处理后会生成各种副产物造成二次污染。目前，有待于研究出高效率的深度处理工艺以达到污染物完全降解以及废水循环利用的目标。
    1 重庆废水处理废水深度处理现状
    传统方式处理后水质呈现出以下几种特点［1］：1）高生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）。尤其是石油化工废水含有较高浓度的有机酸、醇、醛等以及环氧化物，此类废水一旦排出，会导致周围水体环境全部污染，水中溶解氧降低，给水生生物造成灭顶之灾；且可生化性差，难以生物降解。2）水体成分复杂。处理排放时部分化学反应不完全，含有反应副产物以及未能完全降解的化合物等。3）有毒有害成分高。化工污水一般含有大量重金属离子以及剧毒性有机物，对微生物有一定的危害，可生化性差。目前，废水深度处理工艺主要分为化学法、物理法以及生物法。
    1.1 重庆废水处理化学法
    化学法是指在废水中加入强氧化剂，使难降解有机物转化成二氧化碳和水等无机物。
    1.1.1 强氧化剂氧化法
    1）氯氧化。在废水中加入氯氧化剂，使有机物转化为易降解或无毒物质，提高废水可生化性以供后续处理。二氧化氯中的氯离子正四价，再吸附5个电子后变成负一价的氯离子，可以氧化包括不饱和有机物在内的大部分还原性物质，对于含氰、酚、苯等废水有显著处理效果。其氧化机理：
    闫云涛等［2］的实验数据表明，高纯二氧化氯处理实验污水，其效果比在相同条件下用复合二氧化氯（氯气和二氧化氯）处理要明显。但是随着工业废水和生活废水的深度污染，废水有机物含量明显增多，种类也更加复杂。单一使用高纯二氧化氯处理废水已经远远达不到排放标准。有关研究表明，ClO2虽然有较强的氧化性能，但其与有机物的反应具有选择性，氧化效果与有机物上的取代基团种类有很大的关系。贺启环等［3］将ClO2与高效催化剂组成二相催化体系，处理酸性大红染料废水，脱色率高达97.8%。针对对苯二甲酸，刘建武等［4］采用1%的二氧化氯处理，二氧化氯与废水体积比约为0.3，在催化剂作用下，其COD去除率也达到90%以上。
    高浓度ClO2以催化剂作为活性中心形成活化络合物，激发其本身产生了多种自由基，其中多以羟基为主［5］。从而降低了反应活化能，加快反应速度，提高了反应速率。二氧化氯作为高级氧化剂用于废水处理具有反应设备简单、条件温和、成本低、反应速度快等优点，但同时反应过程中Cl-增加，为水体带来二次污染，反应副产物毒性大，且腐蚀性强。
    2）臭氧氧化。在酸性条件下，臭氧利用其本身的偶极结构与有机物分子发生加成反应，生成有机酸，从而达到COD指数下降的目的。但是由于有机酸类难以进一步降解，并且臭氧分子选择性较高，一般情况下只能与含不饱和键的有机物分子发生作用，这就导致其投入量较多，大大提高了处理成本。因此人们对该方法做了改进，采用均相催化和非均相催化等方法，加入催化剂提高其对有机物分子以及其他难溶性物质的处理效率。
    夏大磊等［6］以过渡金属离子作为均相催化剂用于臭氧均相催化反应，发现金属阳离子的d层电子轨道通常布满未成对的电子，很容易失去电子或者吸附电子发生跃迁，因此具有极强的氧化还原性能，是理想的催化剂。20世纪70年代，C.G.Hewes及其团队就发现，利用过渡金属离子的硫酸盐作为均相催化剂，与单独使用臭氧氧化相比，能显著提高臭氧氧化效率，大大增加了COD等的去除率。此后的研究表明，主要可以用作该反应催化剂的金属离子有 Mn2+、Fe2+、Al3+、Ag+、Fe3+、Zn2+、Cu2+、Co2+和 Ni2+等。
    臭氧氧化法能有效分解大分子有机物，如苯并芘、苯、二甲苯等，也具有杀菌作用。但其对DDT、狄氏剂等无机物无效，此外在使用过程中剂量不足会产生难降解中间物导致水质突变，增加了额外的操作成本。
    1.1.2 光化学氧化
    光催化技术主要是采用合适的载体负载氧化剂，在可见光或紫外线的照射下，辅以催化剂，降解废水中的微量有机物，也可完全矿化含致癌作用的污染物。二氧化钛是光催化氧化技术中常用的氧化剂，H2O2可加快其反应速率，促进催化氧化的进行。H2O2易受紫外光激发生成羟基自由基，作为良好的电子受体，与光生电子发生反应生成水等无机物，提高催化剂的利用率。光催化氧化技术由于具有耗能低、反应条件温和、操作简单、无二次污染等优点被广泛应用于废水深度处理等方面，有着良好的发展前景。
    M.A.Rauf等［7］采用溶胶-凝胶法制备Cr-TiO2，在紫外线诱导下，处理甲基蓝废水。结果表明，在适宜的条件下，甲基蓝降解率可达70%。S.Erdemoglu等［8］用水热法制备TiO2处理刚果红废水，辅以可见光进行催化。实验结果表明，在光照时间为30 min、质量分数为 0.25%的纳米TiO2等光催化氧化条件下，质量浓度为20 mg/L的刚果红废水可被轻松降解。
    1.1.3 Fenton氧化法
    在高级废水处理单元中，芬顿（Fenton）氧化能实现污染物的零排放，从而加强了外排水水质的把关工作。Fenton试剂由硫酸亚铁和过氧化氢组成［9］，当pH较低时，在Fe2+的催化作用下，过氧化氢完全分解产生羟基自由基从而引发链式反应，并且Fe2+与过氧化氢反应生成铁水络合物具有絮凝作用。王英等［10］用Fenton氧化法处理印染废水，流体化床现场处理效果表明，与传统方法相比，Fenton流体化床氧化具有污泥量小，操作成本低，设备维护容易等优点。
    由于Fenton氧化无二次污染且处理效率高等优点，因此常与电催化氧化技术联用，大大提高了微量COD、BOD等有机物的去除率。
    1.1.4 电化学催化氧化法
    电催化氧化分为直接氧化和间接氧化技术。直接氧化是指污染物直接与金属电极发生反应，被氧化成其他易降解或无毒物质。间接氧化是指电化学反应产生的氧化剂作为电子载体转化有机污染物。由于有机物的某些官能团具有电化学活性，在电场作用下使其结构发生改变，从而导致有机物难以分解成无毒物质或者彻底分解，该法具有较高的处理效率。
    近年来，涂层钛（DSA）阳极电催化氧化成为研究的热点，研究主要集中于对阳极材料的改进，其中不同涂层方式、材料对阳极催化性能都具有较大影响。钱莹莹等［11］以自制的PbO2电极为阳极，钛板为阴极处理模拟苯酚废水。结果表明，在最佳实验条件下处理浓度为1×10-4废水，反应3 h后，其COD去除率高达96%。针对含酚废水，金小元等［12］以活性炭负载金属氧化物作为催化剂处理之后，CODCr去除率可达90%以上，而同等条件在无催化剂存在的情况下，CODCr去除率只有30.2%。
    DSA电极因具有耐腐蚀、导电性好、机械性能优良等优点而备受关注，且已广泛用于氯碱工业、电镀、污水处理等行业。尤其是在污水处理方面，电催化氧化法对于难降解有机污染物取得了良好的处理效果。http://www.cqwlyhb.com/