催化氧化法是近20年來應(yīng)用于廢水領(lǐng)域的新型有效的處理方法，是對傳統(tǒng)化學(xué)法的改進(jìn)和加強(qiáng)。它利用催化劑的催化作用，加快氧化反應(yīng)速度，提高氧化反應(yīng)效率。其中，以過渡金屬負(fù)載活性炭為催化劑，過氧化氫、臭氧或空氣為氧化劑，在常溫、常壓下分解水相中有機(jī)物的方法。目前，負(fù)載活性炭催化氧化法已在國內(nèi)得到工業(yè)化應(yīng)用。
一、負(fù)載活性炭催化氧化法處理有機(jī)廢水的原理
負(fù)載活性炭催化氧化法的實(shí)質(zhì)是借助外加條件引發(fā)形成氧化電勢較高的羥基游離基OH，借以攻擊有機(jī)物分子，使發(fā)生鏈狀分解反應(yīng)，或借助隨機(jī)形成的熱力學(xué)化學(xué)電池反應(yīng)，直接使有機(jī)物分解為CO2和水，因而能以較低的藥劑成本處理高濃度的有機(jī)廢水，并獲得較好的處理效果。
負(fù)載活性炭催化氧化法集催化、氧化、吸附和過濾于一體，為常溫常壓下處理工業(yè)有機(jī)廢水提供了新方法。然而，由于活性炭有發(fā)達(dá)的細(xì)孔結(jié)構(gòu)和特異的表面特性，不同的含氧官能團(tuán)（如羧基、醌型羰酚羥基、羧酸酐以及內(nèi)脂等），對電子的接受能力和對不同物質(zhì)的吸附能力存在顯著差異，因而其催化作用也不盡相同。換句話說，金屬負(fù)載活性炭催化劑是有選擇性的，活性炭表面含氧官能團(tuán)的類型，將很大地影響催化劑的催化活性。另外，由于多相催化氧化反應(yīng)是一種界面上的反應(yīng)，催化劑表面吸附有機(jī)物和氧，使相對濃縮并在催化劑作用下引發(fā)游離基反應(yīng)；因此，廢水與催化劑、氧氣接觸的方式就顯得非常重要，亦既催化氧化反應(yīng)需要在一個適宜的反應(yīng)裝置中進(jìn)行。
在前人研究結(jié)論及有關(guān)催化原理的基礎(chǔ)上，我們總結(jié)出如下觀點(diǎn)：常溫常壓催化氧化技術(shù)的核心是催化劑和反應(yīng)器。負(fù)載活性炭催化劑的催化活性點(diǎn)是碳表面的含氧基團(tuán)，活性組分起催化作用，而催化活性則決定于活性組分的分散度,活性炭表面富集的溶解氧是催化氧化反應(yīng)的控制因素。根據(jù)以上觀點(diǎn)，我們系統(tǒng)研究了載體的類型、載體的前處理方式、活性組分的浸漬方式、活化條件、后處理方式及條件、活性組分的組成及配比等問題，并分別篩選了苯胺類、酚類、洗滌劑類、石油類及氯代吡啶類廢水適用催化劑（游離基反應(yīng)型和電化學(xué)反應(yīng)型）及其工藝參數(shù)，還成功地將該技術(shù)用于采油廢水達(dá)標(biāo)處理、氯代吡啶類生產(chǎn)廢水處理和M鹽生產(chǎn)廢水處理，獲得了較好的效果。
二、負(fù)載活性炭催化氧化法具有以下的優(yōu)點(diǎn)：
1、催化氧化反應(yīng)在常溫常壓下進(jìn)行，反應(yīng)條件溫和，操作管理方便，設(shè)備投資低；
2、催化劑制備簡便，藥劑投加量小，活性炭流失小，運(yùn)行費(fèi)用較低；
3、催化氧化效率高（COD去除率75%-95%），生成物以含氧小分子化合物為主，不產(chǎn)生有機(jī)鹵代烴等二次污染物；
4、催化劑使用壽命長（10-13個月）、易活化再生、容易與水分離；
5、可連續(xù)操作，便于實(shí)現(xiàn)自動化控制。