含酚廢水是煤化工、制藥、焦化等行業(yè)排放的高毒性難降解廢水，其酚類物質(zhì)（如苯酚、氯酚等）具有強生物毒性，可引發(fā)中樞神經(jīng)抑制甚至致癌，被多國列為優(yōu)先控制污染物。傳統(tǒng)生物法因微生物易受毒性抑制而效率低下，而高級氧化技術（AOPs）因其高效性和環(huán)境友好性成為研究熱點。其中，UV/O?/PS（紫外/臭氧/過硫酸鹽）耦合技術通過協(xié)同產(chǎn)生多種自由基，顯著提升酚類污染物的降解與礦化效率，成為當前含酚廢水處理的前沿方向。

一、UV/O?/PS技術的反應機理

1. 自由基協(xié)同作用

? 臭氧活化：UV照射下，O?分解產(chǎn)生羥基自由基（·OH，氧化電位2.8V），同時生成H?O?和·O??，進一步轉(zhuǎn)化為·OH，形成鏈式反應。

? 過硫酸鹽活化：UV激發(fā)PS（Na?S?O?）斷裂-O-O-鍵，生成硫酸根自由基（·SO??，氧化電位2.5~3.1V）和·OH?！O??半衰期更長且pH適用范圍更廣，可彌補·OH在酸性條件下的不足。

? 協(xié)同效應：UV/O?/PS體系中，O?與PS的聯(lián)合活化使自由基產(chǎn)量倍增，實驗表明其協(xié)同因子可達1.87~3.83，顯著高于單一工藝。

2. 直接與間接降解路徑

? 直接光解：UV直接破壞酚類分子的共軛結(jié)構(gòu)（如苯環(huán)）。

? 間接氧化：·OH和·SO??通過電子轉(zhuǎn)移、氫抽取等反應將酚類逐步降解為短鏈羧酸，最終礦化為CO?和H?O。

二、技術優(yōu)勢與效能分析

1. 高效性與廣譜性

? 針對25 mg/L苯酚模擬廢水，UV/O?/PS體系在15分鐘內(nèi)去除率達98.78%，礦化率66.33%，遠超UV/O?（87.04%）和UV/PS（89.19%）。

? 對氯酚、三氯苯酚等衍生物同樣有效，且適用于高鹽（50 g/L NaCl）等極端條件。

2. 操作參數(shù)優(yōu)化

? O?投加量：50 mg/L時降解效率最佳，過量O?會消耗·OH（O? + ·OH → ·HO? + O?）。

? PS濃度：1 mmol/L為經(jīng)濟閾值，投加4 mmol/L時去除率僅提升2%，但可能引發(fā)硝基副產(chǎn)物。

? pH適應性：中性至堿性（pH 7~9）條件下效率最高，酸性環(huán)境中·SO??主導反應，堿性中·OH更活躍。

3. 抗干擾能力

? 碳酸氫根（HCO??）是主要抑制劑（與·OH反應生成CO??），但UV/O?/PS體系在500 mg/L HCO??下仍保持46%去除率，抗干擾性強于單一工藝。

三、挑戰(zhàn)與未來發(fā)展方向

1. 技術瓶頸

? 運行成本：臭氧發(fā)生與UV光源能耗較高，需優(yōu)化光源設計（如LED紫外燈）和催化劑（如TiO?負載）以降低能耗。

? 副產(chǎn)物控制：高濃度PS可能生成硝基化合物，需結(jié)合生物后續(xù)處理。

2. 集成化應用

? 工藝耦合：與厭氧生物法聯(lián)用，前端UV/O?/PS降解毒性，后端微生物處理小分子有機物。

? 資源回收：參考銅基催化劑/PS體系將酚類聚合為高附加值聚苯醚，實現(xiàn)“以廢治廢”。

結(jié)論

UV/O?/PS耦合技術通過多自由基協(xié)同作用，為含酚廢水提供了高效、綠色的解決方案。未來需聚焦低成本催化劑開發(fā)、智能化參數(shù)調(diào)控及工藝集成，以推動其在工業(yè)廢水處理中的規(guī)?；瘧?。隨著高級氧化理論的深入與材料科學的進步，該技術有望成為難降解有機廢水處理的核心手段之一。