در حال حاضر، تکنیک های سنتی درمان بیولوژیکی عمدتا برای آلاینده های آلی در فاضلاب استفاده می شود.اثربخشی برخی از فاضلاب حاوی غلظت بالا و ساختارهای شیمیایی پایدار ایده آل نیستمواد آلاینده ی ارگانیک در این فاضلاب غلظت بالایی دارند، سمی هستند و ترکیب پیچیده ای دارند.که عمدتا حاوی ساختارهای خوشمزه پایدار هستند که تجزیه شدن آنها دشوار است، با قابلیت تجزیه زیستی ضعیف و دفع دشوار.از بین بردن آلاینده های آلی در فاضلاب آلی راکتور بیولوژیکی (BROW) به یک نقطه دشوار در زمینه تصفیه فاضلاب تبدیل شده استدر سال های اخیر تحقیقات زیادی در مورد روش های تصفیه فاضلاب آلی ضدعفونی در سطح داخلی و بین المللی انجام شده است.در مقایسه با روش های سنتی درمان آب، فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) توجه گسترده ای را به خود جلب کرده اند به دلیل مزایای اثر خوب درمان، سرعت سریع، هیچ آلودگی ثانویه و کاربرد گسترده.روش های پیشرفته تصفیه آب اکسیداسیون به طور کلی دارای ویژگی های زیر هستند:: a. استفاده از تعداد زیادی از رادیکال های هیدروکسیلی با توانایی اکسیداسیون قوی به عنوان اکسیداتورها، که می توانند واکنش های زنجیره ای از واکنش های اکسیداسیون را تحریک کنند.غلظت کافی از رادیکال های هیدروکسیل می تواند آلودگی های آلی غیر ارگانیک را بدون تولید آلودگی ثانویه کاملا غیر ارگانیک کندc. این روش می تواند آلاینده های آلی را با غلظت های مختلف در آب اکسید کند و همچنین برای برخی از ترکیبات آلی کم غلظت موثر است.این روش می تواند به تنهایی یا در ترکیب با روش های دیگر مانند تجزیه زیستی برای کاهش هزینه های دفع استفاده شودتکنولوژی های تصفیه دقیق AOP به سه دسته تقسیم می شوند: روش اکسیداسیون پیشرفته سنتی، روش اکسیداسیون هوای مرطوب و روش اکسیداسیون الکتروشیمیو کاربرد آنها در حذف آلاینده های آلی از فاضلاب به طور دقیق مورد بحث قرار می گیرد.1. روش های اکسیداسیون پیشرفته ای که در حال حاضر به طور معمول استفاده می شوند شامل روش فنتون، روش O3 / UV، روش O3 / H2O2 و روش اکسیداسیون فتوکاتالیز TiO2 است.استفاده از فنتون در حذف اکسیداسیون آلاینده های آلی در دهه 1960 آغاز شد.، زمانی که آیزن هاور برای اولین بار از Fe2 + / H2O2 برای حذف فنول و آلکل بنزن در تصفیه آب استفاده کرد. Emolla et al. از روش اکسیداسیون فنتون برای تصفیه فاضلاب حاوی سه آنتی بیوتیک استفاده کرد.آموکسی سیلین، آمپیسیلین و کلوتریمازول، و دریافتند که این سه آنتی بیوتیک می توانند تحت شرایط خاصی به طور کامل سنتز شوند، با میزان حذف COD بیش از 80٪.برای بهبود کارایی دفع فنتون، نور ماوراء بنفش (UV) معرفی شد، که می تواند مقدار Fe2 + را کاهش دهد و سنتز H2O2 را به رادیکال های هیدروکسیلی بسیار اکسید کننده ترویج دهد.که می تواند ماده آلی را فراوان تر و غیرآلی تر کندبرخی از مردم از آن در تصفیه عمیق آب های فاضلاب رنگ آزیو استفاده کرده اند و نتایج نشان می دهد که هنگامی که غلظت رنگ آزیو 400mg / L است،روش UV Fenton می تواند نرخ رنگ زدایی بیش از 95٪ را در آب فاضلاب به دست آوردبا این حال، این روش برای استفاده از انرژی خورشیدی بسیار موثر نیست و هزینه تجهیزات دفع نسبتا بالا است.که منجر به مصرف انرژی بالا در طول کار تجهیزات می شود، که کاربرد آن را محدود می کند. روش O3/UV برای اولین بار توسط گاریسون و همکارانش برای تصفیه فاضلاب حاوی نمک های پیچیده سیانید آهن استفاده شد.و مشخص شد که جدا کردن اشعه UV از O3 می تواند میزان اکسیداسیون را 10-104 برابر افزایش دهدجیا کوان از روش های اکسیداسیون پیشرفته ای مانند O3/UV و O3/H2O2 برای متوقف کردن درمان فاضلاب رنگ استفاده کرد. نتایج نشان داد که هنگامی که ارزش pH 8 و زمان واکنش 2 ساعت بود،تکنولوژی اکسیداسیون پیشرفته O3 / UV دارای نرخ رنگ زدایی 98.3٪ و نرخ حذف COD 67.0٪ برای فاضلاب رنگ. فتوکاتالیزورهای مبتنی بر TiO2 رایج ترین فتوکاتالیزورهای مورد مطالعه برای تصفیه فاضلاب هستند.روش اکسیداسیون فتوکاتالیتیک برای تصفیه فاضلاب آنتی بیوتیک مزایای شرایط واکنش خفیف را دارد، تجزیه کامل و کاربرد قوی. سود و همکارانش فتو کاتالیزور Bi2O3 / TiO2 را با روش هیدروترمیک سنتز کرده اند.و از فتوکاتالیزور برای ترکیب آب فاضلاب آنتی بیوتیک لوکساسین استفاده کرد.نتایج تجربی نشان داد که پس از 2 ساعت درمان با نور، میزان سنتز لوکساسین 92 درصد بود.اکسیداسیون فتوکاتالیتیک نتایج خوبی در تصفیه فاضلاب آفت کش نشان داده است، به ویژه فاضلاب آفت کش های ارگانوفوسفوری، با بهره وری رضایت بخش تجزیه، نرخ حذف COD و TOC.روش اکسیداسیون فتوکاتالیتیک مزایای خاصی در درمان فاضلاب آلی دارد، اما مشکلات اصلی هزینه بالای آماده سازی کاتالیزور، میزان پایین استفاده از انرژی نور، تولید احتمالی محصولات میانگین سمی تر و بازیابی کاتالیزور دشوار است.بنابراین، تحقیقات بیشتر در مورد استفاده از روش اکسیداسیون فوتوکاتالیز مانع مورد نیاز است. 2.روش اکسیداسیون هوای مرطوب در دهه 1950 معرفی شد و در سال های اخیر توجه تحقیقاتی قابل توجهی در سطح داخلی و بین المللی داشته است.. ژاپن و ایالات متحده آن را برای تصفیه آب صنعتی استفاده کرده اند. واکنش اکسیداسیون هوای مرطوب نیز به واکنش زنجیره ای رادیکال های آزاد تعلق دارد.و رادیکال های آزاد مختلف به عنوان اکسیدان ها برای حذف آلاینده های آلی استفاده می شوندروش اکسیداسیون مرطوب آب فاضلاب حاوی آلاینده های آلی را با هوا یا اکسیژن مخلوط می کند و ترکیبات آلی موجود در آب فاضلاب را در دمای بالا و فشار بالا (۱۵۰ تا ۳۵۰ درجه سانتیگراد،5-20MPa) شرایطروش اکسیداسیون هوای مرطوب دارای مزایای اکسیداسیون کامل آلاینده ها و حداقل آلودگی ثانویه است و می تواند آلاینده هایی را که برای تجزیه زیست دشوار هستند به طور موثر حذف کند.اما این روش محدودیت هایی هم دارد.. پاسخ نیاز به متوقف شدن در دمای بالا و شرایط فشار بالا،که می تواند باعث خوردگی شدید تجهیزات شود و نیاز به سرمایه گذاری زیادی در سیستم عملکرد تجهیزات دارد.بنابراین در کاربردهای صنعتی محدودیت های خاصی دارد. در فرآیند واکنش اکسیداسیون مرطوب،کاتالیزورهای مناسب می توانند زمان واکنش را کوتاه کنند و شرایط واکنش را برای رسیدن به آن آسان تر کنند.کاتالیزورهای همگن موجود شامل فلزات انتقالی، فلزات گرانبها، فلزات زمین های نادر و اکسیدها و نمک های آنها هستند. بازیافت کاتالیزورهای متضاد توجه بیشتری را به خود جلب کرده است.معمولاً از مواد مانند ژل سیلیکا استفاده می کنند، کربن فعال، خاک دیاتما، آلومینا و غیره به عنوان حامل برای بارگذاری انواع مختلف فلزات فعال و اکسید های آنها برای متوقف کردن واکنش های کاتالیز.روش اکسیداسیون هوای مرطوب برای تصفیه فاضلاب آفت کش با وارد کردن مداوم هوا در شرایط درجه حرارت و فشار بالا استفاده می شود.، که می تواند به طور موثر ماده آلی را در آب فاضلاب به ماده آلی مولکولی کوچک و حتی به طور کامل آنورگانیک آن اکسید کند.ترکیبات ارگانیک حاوی فسفر برای تشکیل اسید فسفوریک اکسید می شوندعلاوه بر آب های فاضلاب آفت کش، آب های فاضلاب کاغذ سازی، آب های فاضلاب گاز زغال سنگ، آب های فاضلاب ادویه جات و غیره.همچنین می تواند با روش اکسیداسیون هوای مرطوب نیز درمان شود.، که اثرات خوبی در حذف آلاینده های آلی در فاضلاب صنعتی مانند داروسازی، تولید کاغذ، فیبر، الکل، چاپ و رنگ آمیزی دارد.
3اکسیداسیون الکتروشیمیایی و اکسیداسیون الکتروکاتالیتیک روش های اکسیداسیون پیشرفته ای هستند که در سال های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. They apply an external electric field and generate strong oxidizing free radicals through a series of electrode reactions inside the reaction installation to stop the oxidation and degradation of organic pollutants in sewage، آنها را به میانگین مولکول های کوچک غیر سمی یا کم سمی تبدیل می کنند و در نهایت به طور کامل غیر ارگانیک می شوند.توسعه الکترودها با عملکرد کاتالیستی کارآمد مهمترین جنبه تحقیقات اکسیداسیون الکترو کاتالیستی استدر حال حاضر، مواد الکترود مانند الکترود های کربن، الکترود های ترکیب غیر فلزی،و الکترود های روکش مبتنی بر تیتانیوم به طور گسترده ای در داخل و خارج از کشور مورد مطالعه و استفاده قرار گرفته اند..لی هونگبو از یک راکتور الکتروشیمیایی مانع با الکترود Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2 به عنوان آنود و صفحه فولاد ضد زنگ به عنوان کاتود برای شبیه سازی تجزیه اسید ایزوفتال در فاضلاب استفاده کردمیزان حذف مواد آلی در فاضلاب اسید ایزوفتالیک با غلظت اولیه 250mg/L بیش از 80٪ بود.برخی از مردم در خارج از کشور همچنین از الکترود های فیلم الماس داربورد به عنوان آنود برای تصفیه فاضلاب آفت کش حاوی کلرپیریفوس با COD اولیه 450mg / L استفاده می کنند.نتایج نشان می دهد که ماده آلی می تواند به طور کامل اکسید شده و در عرض 6 ساعت تجزیه شود.داده های الکترود الماس/فولاد ضد زنگ استفاده شده برای تصفیه فاضلاب حاوی پنج آنتی بیوتیک سولفونامیدنتایج تجربی نشان داد که مکانیسم تجزیه آنتی بیوتیک سولفونامید عمدتا به دلیل حمله رادیکال های هیدروکسیل به پیوندهای S-N و حلقه های بنزن است.روش اکسیداسیون الکتروکاتالیتیک اثر تخریب خوبی بر برخی از ترکیبات آلی استقرار ساختاری و دشوار برای تجزیه دارددر عین حال، عملیات دشوار است، هزینه های عملیاتی بالا نیست، و به راحتی کنترل خودکار را به دست می آورد، که چشم انداز کاربرد خوبی دارد.تکنولوژی AOPs در کشورهای ثروتمند مانند اروپا توجه گسترده ای داشته است، آمریکا و ژاپن، و به طور گسترده ای در بسیاری از زمینه های صنعتی مانند پتروشیمی، داروسازی، مواد غذایی و حفاظت از محیط زیست استفاده شده است.در حال حاضر بیشتر محدود به آزمایشات آزمایشگاهی و تحقیقات است.اول، کمبود تحقیقات سیستماتیک و عمیق در مورد ترمودینامیک، سینتیک و سایر جنبه های فرآیندهای AOP وجود دارد.به دلیل شرایط مختلف سیستم واکنش مانند دمای و فشار، که نیاز به تجهیزات بالا مانند مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر فشار بالا دارند، همچنین مشکل کنترل و کار فرآیند را افزایش می دهد،بنابراین مانع از استفاده بیشتر از فناوری AOP در عمل می شود.
