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高級氧化法是近年來興起的水處理技術，它能將水中的污染物直接氧化成無機物，如CO2和H2O,或轉化為易于生物降解的物質。在高級氧化過程中產生的·OH是一種強氧化劑，它可以氧化大部分有機物和還原性無機物。高級氧化法具有以下特點：氧化性強、反應快速、可降低TOC和DOC、提高生物降解性。該技術主要包括：臭氧（O3）氧化技術、過氧化氫（H2O2）氧化技術、O3/H2O2氧化技術、紫外光（UV）/H2O2氧化技術、O3/H2O2/UV氧化技術、二氧化鈦（TiO2）/UV氧化技術等。 光催化法可以大大降低紙板生產廢水的有機污染物負荷，在COD含量較高的封閉回路里，它的處理效果最好。在優化的實驗條件下，用TiO2溶膠在太陽光下深度處理造紙中段廢水，可有效脫除廢水的顏色，CODCr的去除率高達90%。這個光降解體系除了可在陽光和熒光高壓汞燈下進行廢水的降解外，在陰天也具有一定的降解能力。在以活性炭纖維（ACF）為載體的TiO2光降解體系中，廢水CODCr的去除率隨著TiO2/ACF的表面積增大而提高，40min后CODCr可從215mg/L降到100mg/L以下并逐漸達到平衡，但若該體系循環再用時，TiO2/ACF的表面積過大反而會導致造紙廢液CODCr的上升。傳統臭氧法可用于造紙廢水的一級處理，其對有機物起到部分氧化作用，因而COD和TOC的去除率比較低，若將臭氧與催化劑聯合使用，則能保證有機物的完全礦化，尤其是COD和TOC。實驗表明催化臭氧法適用于造紙廢水的三級處理，在處理過程中COD與TOC呈線性相關，處理效果不受廢水性質的影響。 對于廢紙造紙廢水中有機碳的去除，光Fenton法則具有良好的處理效果。將Fenton和光Fenton結合處理造紙漂白廢水是非常有效的，處理過程所采用的光源中，太陽光對TOC的去除效果更好。這一方法中，溫度起著重要作用，少量的O2就可確保反應的進程，而溶解的Fe2+不可超過400mg/L。Fenton法的處理效果好，但H2O2價格較高。在確保處理效果的前提下，若與其他處理工藝聯用，可以適當地降低成本。在造紙廢水的深度處理方面，填充電極反應器如采取曝氣，不僅可以延緩陽極的腐蝕速度，還可保證水質的穩定性。
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