煤化工廢水往往呈現(xiàn)水質(zhì)成分復(fù)雜、高鹽高COD的特點(diǎn)，總?cè)芙庑怨腆w(TDS)普遍達(dá)10000~100000mg/L，COD普遍達(dá)100~5000mg/L。廢水中的有機(jī)物成分復(fù)雜，其中鹵代烴、多環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物等不僅會(huì)對環(huán)境具有嚴(yán)重危害，而且在處理過程中還會(huì)造成膜污染、結(jié)晶純度下降等現(xiàn)象，因此在膜濃縮和蒸發(fā)結(jié)晶單元前須將這些有機(jī)物去除。

高級氧化技術(shù)(AOPs)是在光、電、催化劑等條件下生成強(qiáng)氧化性的羥基自由基(OH·)，將大分子有機(jī)物逐漸分解為的小分子物質(zhì)，有效降低廢水COD含量，具有反應(yīng)速率快、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)。根據(jù)反應(yīng)條件不同，高級氧化技術(shù)主要分為芬頓氧化法、臭氧氧化法、電催化法、光催化法等。

芬頓氧化是利用過氧化氫(H2O2)在亞鐵離子(Fe2+)的催化作用下生成OH·，從而實(shí)現(xiàn)對有機(jī)物的氧化分解。芬頓氧化的工藝簡單，H2O2和Fe2+廉價(jià)易得，反應(yīng)生成的Fe3+同時(shí)起到絮凝作用，常被用于制藥工業(yè)廢水處理、印染廢水處理和垃圾滲濾液處理中。Jia等人利用芬頓氧化處理COD含量為616mg/L的煤化工廢水，COD去除率最高達(dá)到69.8%。Yu利用芬頓氧化處理COD含量為1515mg/L的電鍍廢水，COD去除率最高達(dá)到89.3%。然而，芬頓氧化在不同條件下的處理效果波動(dòng)較大，需要對pH和加藥量做精確的控制;其反應(yīng)的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生過多的污泥，造成二次污染。為了提高反應(yīng)效率并降低成本，研究者們將光、電、微波、超聲等能量引入芬頓體系中，使COD去除率得到大幅提升。此外，還可通過將Fe2+負(fù)載到固態(tài)催化劑上，避免污泥的產(chǎn)生。

電催化氧化是利用具有催化活性的電極材料進(jìn)行電解反應(yīng)，電解池陽極可將有機(jī)物直接氧化，同時(shí)還能生成OH·、ClO-等強(qiáng)氧化劑，釋放到水中，進(jìn)行間接氧化。電催化氧化的反應(yīng)條件易于控制，無需添加藥劑，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。電催化陽極材料的選擇至關(guān)重要，鈦基金屬氧化物電極相較于Pt等貴金屬電極成本較低，同時(shí)具有良好的催化性能和穩(wěn)定性，還可以通過摻雜離子或納米顆粒進(jìn)一步改性。此外，研究者們還通過顆粒或碎屑投入水質(zhì)構(gòu)成三維電極，增加反應(yīng)面積的同時(shí)縮短電極間距，顯著提升反應(yīng)效率。

針對COD含量高、成分復(fù)雜的高鹽廢水，單一的高級氧化技術(shù)很難高效降解有機(jī)物。芬頓氧化的技術(shù)成熟度高，處理成本低，但H2O2的利用率低，COD去除率有限，且生成鐵泥難以利用，仍有很大的發(fā)展空間。光-芬頓、電-芬頓等耦合技術(shù)以及非均相復(fù)合催化劑的研發(fā)成為芬頓氧化的發(fā)展方向。電催化氧化的操作簡單、COD去除率高且無二次污染，但高昂的處理成本使其難以大規(guī)模應(yīng)用，延長電極壽命、提高電流效率成為電催化電極的研究方向。