فرایند اکسیداسیون پیشرفته (AOP)

فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs  برای اولین بار در دهه 1980 با استفاده از رادیکالهای قدرتمند هیدروکسیل یا سولفات به عنوان یک عامل اکسید کننده اصلی جهت تصفیه آب آشامیدنی پیشنهاد شد.

فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs بعداً ، به طور گسترده ای برای تصفیه انواع مختلف فاضلاب ها مورد استفاده قرار گرفت زیرا اکسیدان های قوی به راحتی می توانند آلاینده های ارگانیک سخت را کاهش داده و برخی آلاینده های معدنی را در فاضلاب حذف کنند.  
تصفیه آب اکسیداتیو فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs به عنوان فرآیندهای تصفیه آب شیمیایی که در آن رادیکال های هیدروکسیل تشکیل می شوند، شناخته می شوند. این رادیکال های با قدرت واکنش بالا جهت واکنش های تجزیه شیمیایی در دسترس قرار می گیرند و با مواد آلی یا معدنی که قابلیت تجزیه بیولوژیکی کمی دارند، واکنش می دهند. این رادیکالها می توانند با افزودن مواد اکسیدکننده نظیر ازن و پراکسید هیدروژن یا با وارد کردن انرژی با استفاده از تابش اشعه ماوراء بنفش UV، Ultrasound یا ایجاد جریان الکتریکی از طریق الکترودهای بی اثر و همچنین ترکیبی از این فرایندها تشکیل شوند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در سیستم های فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs از ترکیب دو یا چند ماده اکسید کننده برای ایجاد رادیکال های هیدروکسیل جهت اکسیداسیون نهایی و از بین بردن آلاینده های آلی استفاده می شود. طیف وسیعی از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs شامل اشعه ماوراء بنفشUV ، ازن را با پیشرفته ترین فن آوری های الکترونیکی جهت پاسخگویی به نیازهای مشتریان صنعتی و شهری طراحی و تولید شده اند. متخصصان شرکت لیان تدبیر پارس برای دستیابی به بهترین راهکار جهت برآورده کردن نیازهای تصفیه کارآمد و اقتصادی در کنار مشتریان خود می باشند.


فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs لیان تدبیر چگونه کار می کنند


فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs روش اکسیداسیونی است که در فاز آبی رخ می دهد و متشکل از گونه های بسیار واکنش دهنده که در تخریب اکسیداتیو آلاینده های هدف مورد استفاده قرار می گیرد. در فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs یک اکسیدکننده ثانویه بسیار قدرتمند از رادیکال های هیدروکسیل در آب ایجاد می شود که دارای قدرت انتخاب پایینی می باشند که این اکسید کننده ثانویه می تواند باعث اکسیداسیون بیشتر ترکیبات آلی تا زمانی که کاملاً به دی اکسید کربن و آب تبدیل شوند، گردد. رادیکال هیدروکسیل پتانسیل اکسیداسیون بسیار بالاتری نسبت به ازن یا پراکسید هیدروژن به تنهایی دارد و معمولاً حداقل یک میلیون بار سریعتر واکنش نشان می دهد که همین امر باعث نیاز به زمان تماس کوتاه تر واشغال فضای کوچکتر می شد.

مقایسه انواع فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs لیان تدبیر


سیستم های فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs که توسط شرکت لیان تدبیر ارائه می شوند، شامل مراحل زیرمی باشد:

• O3
• O3 / UV
• O3 / H2O2
• UV / H2O2

•UV / O3 / H2O2

آلاینده های هدف جهت حذف به روش فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs


•    1,4 Dioxane
•    MTBE
•    NDMA
•    Atrazine
•    Diuron
•    Diclofenac
•    Carbamazepine
•    Ibuprofene
•    Hormones
•    Geosmin
•    MiB
کاربرد فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs لیان تدبیر
مدیریت آب های شهری و صنعتی
با توجه به محدودیت های صنعتی و جمعیتی، استفاده از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs در تصفیه آب جهت اکسیداسیون یا حذف موارد زیر در حال گسترش است:
• مواد شیمیایی صنعتی
• داروسازی
• ترکیبات مختل کننده غدد درون ریز (EDC)
• محصولات مراقبت شخصی (PCP)
•آفت کش ها
• ترکیبات سمی
• بو ، رنگ و طعم
• پاتوژن ها
• مواد آلی مقاوم
این آلاینده ها برای اکوسیستم های آبی و سلامتی انسان به عنوان تهدید شناخته شده اند و به یک مسئله مهم برای سیستم های یوتیلیتی و آب در سراسر جهان تبدیل شده اند.
شیوه های تصفیه فعلی در تصفیه خانه های فاضلاب موجود برای از بین بردن این آلاینده ها کارآمد نبوده  و جهت رعایت مقررات بمنظور حذف آنها بسیار تلاش می شود. امروزه ثابت شده است که فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs به لطف پتانسیل اکسیداسیون بالا یک راه حل کارآمد برای از بین بردن این مواد آلی مقاوم می باشند.
 


مقایسه انواع فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs لیان تدبیر

فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs برای اولین بار در دهه 1980 برای تصفیه آب آشامیدنی پیشنهاد شدکه به عنوان فرآیندهای اکسیداسیون توسط تولید رادیکال های هیدروکسیل (OH·)  جهت تصفیه آب تعریف می شوند. بعداً ، مفهوم AOP به فرآیندهای اکسیداتیو نوسط رادیکال های سولفات(SO4 ·−)  گسترش یافت که از اکسیدکننده های متداول مانند کلر و ازن که نقش دوگانه ای در حذف آلودگی و ضد عفونی دارند ، متفاوت است. فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs ها در درجه اول جهت حذف آلاینده های آلی یا معدنی در آب و فاضلاب استفاده می شوند. اگرچه فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs جهت غیرفعال سازی عوامل بیماری زا و آلاینده ها مورد مطالعه قرار گرفته است ولی آنها به ندرت جهت ضد عفونی مورد استفاده قرار می گیرند زیرا این رادیکال ها نیمه عمر بسیار کوتاهی دارند (در حد میکرو ثانیه) ، بنابراین مدت زمان لازم برای ضد عفونی به دلیل زمان عمر کوتاه رادیکال ها بسیار محدود کننده است. هنگامی که از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs برای تصفیه فاضلاب استفاده می شود، این رادیکال ها به عنوان یک عامل اکسید کننده قوی، آلاینده های فاضلاب را به نحو مطلوبی تخریب کرده و آنها را به محصولات کمتر سمی و یا حتی غیر سمی تبدیل می کند و به این ترتیب یک راه حل مطمئن جهت تصفیه فاضلاب می باشند.



مقایسه فرایندهای مختلف اکسایش پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs لیان تدبیر

فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs مبتنی بر رادیکال هیدروکسیل لیان تدبیر


رادیکال هیدروکسیل واکنش پذیرترین ماده اکسید کننده در تصفیه آب می باشد، که پتانسیل اکسیداسیون آن  بین 2.8 ولت در (pH 0) و 1.95 ولت در  (pH 14) می باشد، در مقابل SCE (رایج ترین الکترود مرجع،  الکترود اشباع کالوم). OH· دارای رفتار بسیار غیر انتخابی می باشد  و به سرعت با گونه های متعدد با ثابت سرعت به ترتیب 108–1010 M−1 s−1 واکنش نشان می دهد. رادیکال های هیدروکسیل از طریق چهار راه اساسی به آلاینده های آلی حمله می کنند: افزودن رادیکال ،  تجزیه هیدروژن ، انتقال الکترون و ترکیب رادیکال. واکنش آنها با ترکیبات آلی باعث ایجاد رادیکالهای کربن محور (R· / R·–OH)) می شود. پس از ترکیب با O2 ، این رادیکال های کربن محور ممکن است به رادیکال های پراکسیل آلی تبدیل شوند (ROO·). در ادامه همه رادیکال ها با تشکیل گونه های واکنش پذیرتر مانند H2O2 و اکسید کننده فوی (O2 •−) واکنش نشان می دهند و منجر به تخریب شیمیایی و حتی معدنی شدن این ترکیبات آلی می شود. از آنجا که رادیکالهای هیدروکسیل عمر بسیار کوتاهی دارند، فقط در طی روشهای مختلف از جمله ترکیبی از مواد اکسید کننده (مانند H2O2 و O3) ، تابش (مانند نور ماوراء بنفشUV یا ultrasound) و کاتالیزورها (مانند Fe2+) کاربرد دارند. مکانیسم های تولید رادیکال هیدروکسیل از اصلی ترین روشهای AOP های جهت تصفیه فاضلابمی باشد که در ادامه  به طور خلاصه ارایه شده است.


فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs بروش ازن لیان تدبیر


ازن (O3) یک اکسیدکننده قوی است که پتانسیل اکسیداسیون آن 2.07 ولت در مقابل SCE می باشد. با این حال ، اکسیداسیون مستقیم O3 یک واکنش انتخابی است، که در آن ثابت سرعت واکنش معمولی از 1.0 × 100–103 M−1 s−1 8، که در آن واکنش  O3 ترجیحا با فرم یونیزه و جدا شده از ترکیبات آلی نشان داده می شود  نه در فرمت خنثی. تحت شرایط خاص ، OH· از O3 تولید می شود تا اکسیداسیون غیرقابل تفکیک (مکانیسم های غیرمستقیم) را آغاز کند. مکانیسم های مختلف مفصلی جهت تولید کمپلکس پیچیده OH· پیشنهاد شده است که واکنش کلی مربوط به تولید OH·به شرح زیر می باشد.
3O3+H2O→2OH⋅+4O23O3+H2O→2OH⋅+4O2                                                          (1)

در حضور اکسید کننده های دیگر یا تابش ، عملکرد OH • می تواند به میزان قابل توجهی بهبود یابد. به عنوان مثال، در سیستم به اصطلاح(O3/H2O2) peroxone ، تجزیه O3 و تولید OH • توسط هیدروپراكسید (HO2 −)  تولید شده از تجزیه H2O2 افزایش می یابد.
H2O2→HO2−+H+H2O2→HO2−+H+                                                                       (2)
HO2−+O3→OH⋅+O2−+O2HO2−+O3→OH⋅+O2−+O2                                       (3)

در فرآیند ترکیب O3  و تابش ماوراء بنفش (UV) ، در درجه اول H2O2  به عنوان یک اکسیدکننده اضافی از طریق فوتولیز O3 تولید می شود (معادله 4)
O3+H2O+hv→H2O2+O2O3+H2O+hv→H2O2+O2                    (4)

در نتیجه ، OH •  می تواند حداقل از طریق سه مسیر ایجاد شود:
 (1) ozonation (معادله 1)  
(2) O3/H2O2 (معادلات 2 و 3)
 و (3) فوتولیز H2O2 ، همانطور که در معادله 5 نشان داده شده است.
H2O2+hv→2OH⋅H2O2+hv→2OH⋅                            (5)


فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs بروش اشعه ماوراء بنفش UV لیان تدبیر


رادیکال های هیدروکسیل توسط فوتون ها در حضور کاتالیزورها یا اکسیدان ها می توانند تولید شوند. متداول ترین کاتالیزور دی اکسید تیتانیوم (TiO2) ، نیمه هادی از نوع RO-type است. ذرات TiO2 برای تولید حفرات مثبت در باند ظرفیت اکسیداتیو شیمیایی (hv + vb)  ، و الکترون های منفی در باند انتقال (e − cb)  با ظرفیت کاهش دهنده، به شرح زیر واکنش می دهند:
TiO2+hv→e−cb+hv+vbTiO2+hv→e−cb+hv+vb                    (6)

با واکنش OH2 ، H2O و O2 ·−  در سطح TiO2 ، این حفره ها و الکترون ها می توانند رادیکال های هیدروکسیل دیگری را تشکیل دهند.
hv+vb+OH−(surface)→OH⋅hv+vb+OH−(surface)→OH⋅                (7)
hv+vb+H2O(absorbed)→OH⋅+H+hv+vb+H2O(absorbed)→OH⋅+H+        (8)
e−cb+O2 (absorbed)→O2⋅−e−cb+O2 (absorbed)→O2⋅−                (9)

در حضور اکسیدکننده هایی مانند H2O2 یا O3 ، ممکن است OH·  اضافی تحت تابش اشعه ماوراء بنفش حاصل شود. به عنوان مثال ، یک مولکول H2O2 با تابش اشعه ماوراء بنفش شکاف می یابد تا دو OH·  تولید کند.
H2O2+hv→2OH⋅H2O2+hv→2OH⋅                            (10)

علاوه بر این ، در طول موج کمتر از 242 نانومتر ، OH·  ممکن است از طریق فوتولیز H2O نیز تولید شود.
H2O+hv→OH⋅+H⋅H2O+hv→OH⋅+H⋅                            (11)


فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs بروش Fenton لیان تدبیر


در بین فلزاتی که قادر به فعال سازی H2O2 و تولید رادیکال های هیدروکسیل در آب هستند ، آهن بیشترین استفاده را دارد. در فرآیند به اصطلاح Fenton ، H2O2 با Fe2+ واکنش نشان می دهد تا گونه های واکنش پذیر قوی تری تولید کند. گونه های واکنشپذیر تولید شده به طور سنتی به عنوان رادیکال های هیدروکسیل شناخته می شوند ، اگرچه سایر مواد مانند یونهای فریل آهن نیز پیشنهاد می شوند. مکانیسم های رادیکال Fenton کلاسیک درجه اول شامل واکنش های زیر می باشند:

Fe2++H2O2→Fe3++OH⋅+OH−Fe2++H2O2→Fe3++OH⋅+OH−            (12)
Fe3++H2O2→Fe2++HO⋅2+H+Fe3++H2O2→Fe2++HO⋅2+H+                (13)
OH⋅+H2O2→HO⋅2+H2OOH⋅+H2O2→HO⋅2+H2O                    (14)
OH⋅+Fe2+→Fe3++OH−OH⋅+Fe2+→Fe3++OH−                        (15)
Fe3++HO⋅2→Fe2++O2H+Fe3++HO⋅2→Fe2++O2H+                    (16)
Fe2++HO⋅2+H+→Fe3++H2O2Fe2++HO⋅2+H+→Fe3++H2O2                (17)
2HO⋅2→H2O2+O22HO⋅2→H2O2+O2                            (18)

OH· از طریق انتقال الکترونی و مطابق معادله 12 تولید می شود. با این حال ، OH· میتواند توسط هر یک از معرفهای Fenton همانطور که در معادلات . 13 و 14 نشان داده شده است ، تولید شوند. بنابراین، جهت به حداقل رساندن اصلاح ناخواسته، باید نسبت مولی بهینه یون آهن به پراکسید هیدروژن تعیین شود. اگرچه همانطور که در معادله  13 نشان داده شده است Fe3+ تولید شده از معادله 12 می تواند به Fe2+  کاهش یابد ، آهن نمی تواند بعنوان یک عامل کاتالیزور در سیستم Fenton باشد زیرا سرعت در معادله 13 ثابت بوده و  چندین مرتبه بزرگتر از حد متوسط در معادله 12 می باشد.
در نتیجه ، Fe3+ در شرایط معمولی تصفیه آب و فاضلاب ت لجن  ناشی از آهن را تشکیل می دهد. لجن تولید شده باید به طور جداگانه دفع شود، بنابراین پیچیدگی تصفیه  و هزینه های عملیاتی را افزایش می دهد. توجه داشته باشید که تولید رادیکالهای هیدروکسیل در طی واکنش فنتون تنها در شرایط pH اسیدی ممکن است. در نتیجه ، کاربرد واکنش فنتون برای تصفیه فاضلاب در عمل محدود شده است.
بر اساس طرح کلاسیک تصفیه به روش Fenton ، سه فرآیند اصلاح شده Fenton ارائه شده است ، از جمله سیستم های شبه فنتون، فتو فنتون و الکترو فنتون.  در واکنش شبه فنتون ، Fe2+ با یون فریک (Fe3+) جایگزین می شود ، یعنی سری واکنش در سیستم شبه فنتون از معادله 13 تبعیت می کند ، نه از معادله 12 که در  تصفیه سنتی فنتون مرسوم است. در واکنش فتو فنتون ، تابش اشعه ماوراء بنفشUV  با سیستم سنتی Fenton با هدف اصلی افزایش اشعه ماوراء بنفش UV و کاهش Fe3+  محلول به Fe2+  اعمال می شود. در واکنش الکتروفنتون ، یا هر دو معرف Fenton ممکن است از طریق روشهای الکتروشیمیایی تولید شوند.

 

سایر فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs لیان تدبیر


تعداد کمی  از فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs دیگر برای تصفیه فاضلاب های مختلف، مانند تابش    ultrasound (US)  و تابش پرتوی الکترونیکی مورد بررسی قرار گرفته است. تحت تابش ultrasound (US) (16 کیلوهرتز - 100 مگاهرتز)  و طی چرخه های فشرده سازی متناوب و تضعیف امواج صوتی، طی سه مرحله پی در پی (یعنی ایجاد هسته ، رشد و فروپاشی) که از حباب های کوچک بخار و پر از گاز ساخته شده اند، می توانند تولید شوند . فروپاشی حباب های کوچک می تواند بلافاصله درجه حرارت بالا (4200–5000 K)  و فشار بالا (200–500 atm) ایجاد شود. در چنین شرایطی ، مولکول های آب به شکل گاز درون حباب های کوچک درآمده و تولید رادیکال های هیدروکسیل می کنند.
H2O→OH⋅+H⋅H2O→OH⋅+H⋅                                (19)
تابش پرتوی الکترونیکی در آب،  رادیکالهای آزاد مختلفی را از طریق تقسیم آب ایجاد می کند.
H2O+e−→2.7OH⋅+2.7H3O++2.6e−+0.7H2O2+0.6H⋅+0.45H2H2O+e−→2.7OH⋅+2.7H3O++2.6e−+0.7H2O2+0.6H⋅+0.45H2                            (20)
در معادله20 مقادیر ضرایب  G به عنوان تعداد حالت های برانگیخته ، رادیکال ها یا سایر محصولات تشکیل شده یا از دست رفته در یک سیستم ، هنگامی که 100 ولت انرژی جذب می شود تعریف می شود. علاوه بر OH· ، AOP همچنین گونه های کاهنده قوی —e −  و H· را نیز تولید می کند.

 

فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs بروش رادیکال سولفات لیان تدبیر


خود S2O8 2−  یک اکسیدکننده قوی با پتانسیل اکسیداسیون استاندارد (E o) of 2.01  می باشد.که  پس از تابش گرما و  تابش اشعه  ماوراء بنفش(UV) (معادله 21) ، فلزات انتقالی (معادله 22) یا pH بالا ، S2O8 2−  می تواند رادیکال های سولفات قوی تری را (SO4 ·−, E o = 2.6 V)  جهت آغاز  فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته مبتنی بر رادیکال سولفات، تشکیل دهد.
S2O2−8→Δ/UV 2SO⋅−4S2O82−→Δ/UV 2SO4⋅−                          (21)
S2O2−8+Mn+→ SO⋅−4+SO2−4+Mn+1S2O82−+Mn+→ SO4⋅−+SO42−+Mn+1          (22)

افزایش pH همچنین می تواند پرسولفات را فعال کند ، اما مکانیسم های مربوط هنوز مشخص نیست. در روش پرسولفات حرارتی فعال شده ، درجه حرارت اعمال شده به طور گسترده در دمای 35 و 130 درجه سانتی گراد می باشد. همانطور که در معادلات 21 و 22  دیده می شود، با همان غلظت مولی پرسولفات در روش فعال سازی فلز، فقط 50٪ از محصول رادیکال سولفات تولید شده از طریق گرما یا روش فعالسازی با اشعه ماوراء بنفش تولید می شود. بنابراین ، روش فعال سازی فلز از نظر تئوری مؤثر نیست. بیشترین فلزات مورد استفاده شامل یون های آهنی فروس (Fe(II))  و یون فریک (Fe(III))  است ، اگرچه سایر فلزات دارای قابلیت فعال سازی مانند مس Cu(I) و نقره Ag(I) هستند.
مشابه رادیکال های هیدروکسیل ، رادیکال های سولفات گونه های بسیار واکنش پذیر با طول عمر کوتاه هستند ، هر چند هر دو گونه رادیکال الگوهای واکنش متفاوتی دارند. رادیکال های هیدروکسیل ترجیحا در طول واکنش های خود با ترکیبات آلی به پیوندهای C = C یا H انتزاعی از پیوندهای C-H تبدیل می شوند. در مقابل، رادیکال های سولفات تمایل دارند که الکترونها را که متعاقبا از مولکولهای آلی به کاتیونهای رادیکال آلی تبدیل می شوند ، خارج کنند. لازم به ذکر است که رادیکالهای هیدروکسیل از رادیکالهای سولفات از طریق معادله 24 نیز می توانند تولید شوند.
SO∙−4+H2O→OH⋅+SO2−4+H+SO4∙−+H2O→OH⋅+SO42−+H+            (23)
SO∙−4+OH−→OH⋅+SO2−4SO4∙−+OH−→OH⋅+SO42−                    (24)

معادله 24 خصوصا نشان می دهد که رادیکال های هیدروکسیل بیشتر از رادیکال های سولفات در شرایط قلیایی تولید می شوند.

 

مکانیسم های متعدد فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs درتصفیه فاضلاب


علاوه بر اکسیداسیون پایه OH· یا SO4 ·− ، مکانیسم های دیگری که به طور همزمان در طول تصفیه به روش اکسایش پیشرفته AOP اتفاق می افتند ، می توانند آلاینده های هدف را در فاضلابها حذف کنند. سهم مکانیسم های اکسیداتیو غیر رادیکال در حذف آلاینده ها ، بسته به نوع روش اکسایش پیشرفته AOP و شرایط واکنش ، ممکن است غالب یا ناچیز باشد. مکانیسم هایی که همزمان در تصفیه های مختلف به روش اکسایش پیشرفته AOP وجود دارند ، در جدول زیر خلاصه شده اند.


جدول - مکانیسم های اصلی حذف مواد آلی در هنگام تصفیه فاضلاب توسط فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs مختلف

فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs جهت تصفیه فاضلاب با آلودگی بالا-شیرابه زباله


از آنجا که مفهوم فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs در دهه 1980 مطرح شد ، فن آوری های مختلف اکسیداسیون پیشرفته به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته و برای تصفیه فاضلاب های شهری و صنعتی مختلف استفاده شده است. راندمان تصفیه به شدت وابسته به خاصیت شیمیایی آلاینده ها و شرایط تصفیه است.
در طول پنج دهه گذشته، دفن زباله به طور مداوم روش دفع غالب زباله های جامد شهری در ایالات متحده آمریکا بوده است. یکی از دغدغه های مهم زیست محیطی دفن زباله ها ، تولید مداوم شیرابه زباله است. نشت شیرابه زمانی رخ می دهد که آب از طریق زباله های جامد در یک محل دفن زباله عبور کرده و میزان آب زباله های جامد بالاتر از ظرفیت زمین (FC) زباله های رسوبی باشد.  شیرابه دفن در محل دفع زباله یک فاضلاب با غلظت مواد آلی و معدنی بالا می باشد که دارای سمیت حاد و مزمن است. مواد آلی محلول ، آمونیاک ، فلزات سنگین و ترکیبات آلی مهمترین آلاینده ها در شیرابه زباله ها هستند که اگر به طور صحیح اداره یا تصفیه نشوند، این آلاینده ها ممکن است باعث آلودگی جدی آبهای زیرزمینی ، آبهای سطحی و خاک شوند. به عنوان مثال ، نیوجرسی ایالت ایالات متحده با بیشترین سایت های Superfund است و تقریباً 25٪ از این مناطق آلوده توسط شیرابه های محل دفن زباله آلوده می شوند. اخیرا ، مدیریت شیرابه به عنوان یک قانون جدی  و هزینه های مرتبط قابل توجه به یک مؤلفه مهم در مدیریت پسماند جامد یکپارچه و پایدار تبدیل شده است. در صنعت زباله جامد ، مدیریت شیرابه دارای یک سرمایه معمولی است که بین $750K  و 14 میلیون دلار در نظر گرفته شده است و 20 تا 33٪ هزینه های عملیاتی در محل های دفن زباله را تشکیل می دهد .
تصفیه شیرابه برای نخستین بار در دهه 1970 آغاز شد. تلاشهای اولیه در استفاده از فناوریهای تصفیه بیولوژیکی و فیزیکیو شیمیایی که به طور گسترده در تصفیه فاضلاب شهری استفاده می شود، متمرکز شده است. با این وجود، به دلیل این که آلاینده های شیرابه به طور معمول از فاضلاب ها پیچیده تر و گسیخته تر هستند، موفقیت محدودی حاصل شد. در دهه 1990 ، برای اولین بار از روش فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs برای تصفیه شیرابه های اماکن دفن زباله ، بویژه شیرابه بیولوژیکی تثبیت شده استفاده شد. هدف اصلی کاربرد فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (Advanced oxidation processes) AOPs شامل موارد زیر است:
(1)    افزایش تجزیه پذیری آلی بمنظور تصفیه بیولوژیکی  (2) حذف ترکیبات آلی شیرابه ها به طور مستقیم (3) تخریب بیشتر مواد آلی ها به عنوان تصفیه ثانویه پس از تصفیه با سایر روش ها.


چاپ   ایمیل