光催化氧化技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

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1、光催化氧化技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用摘要：針對常規(guī)工業(yè)廢水處理技術(shù)無法高效去除難降解有機(jī)廢水的問題，文章綜述了光催化氧化技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用，以期能為徹底解決工業(yè)廢水處理問題提供技術(shù)參考。關(guān)鍵詞：光催化氧化工業(yè)廢水處理應(yīng)用0引言光催化氧化技術(shù)是高級氧化工藝(AOPs)的一種,在此工藝中,光子的能量大于半導(dǎo)體催化劑的能帶隙,從而在半導(dǎo)體液體表面產(chǎn)生強氧化性的電子空穴。在這些空穴中,催化劑與廢水發(fā)生作用,將有機(jī)污染物氧化成為CO2和簡單的化合物。在此最高活性的催化劑是以銳鈦礦形式存在的TiO2,這種催化劑需要在低能紫外光

2、范圍內(nèi)的光子的協(xié)同作用。使TiO2活躍起來所需的能量為3.2eV,甚至更高。具有此范圍的充足能量的普通太陽輻射使廢水的自然光催化氧化具有可行性,從而省掉了放射性資源傳送過程中的浪費，被認(rèn)為是廢水處理尤其是工業(yè)廢水處理中最有有前途的催化氧化技術(shù)之一。21光催化氧化技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用1.1染料工業(yè)廢水染料廠和印染廠排放的廢水中含有大量堿度高、色澤深、臭味大的染料或其他化學(xué)品,有的還含苯環(huán)、氨基、偶氮基團(tuán)等致癌物質(zhì),嚴(yán)重污染了環(huán)境,威脅著人類的健康。染料廢水具有成分復(fù)雜、色度高、排放量大、毒性大等特點,傳統(tǒng)的生物法難以將

3、其處理到允許的排放程度,光催化氧化技術(shù)是行之有效的處理方法。實踐證明，利用光催化氧化技術(shù)降解印染廢水,可使COD為268mg/L的印染廢水脫色率達(dá)到96%,COD去除率為80%以上。1.2含酚工業(yè)廢水以鄰硝基酚、鄰氨基酚和對苯二酚3種酚類物質(zhì)為代表的含酚廢水進(jìn)行TiO2光催化降解取得了較好的處理效果。彭書傳等人[1]以TiO2微粉及以硅膠、活性碳、玻璃纖維、石英玻璃等各種載體負(fù)載TiO2為催化劑對含硝基苯酚廢水進(jìn)行光催化氧化實驗。結(jié)果表明,活性炭負(fù)載TiO2溶膠型催化劑具有較高的光催化活性；當(dāng)采用300W高壓汞燈、催化劑質(zhì)

4、量分?jǐn)?shù)為0.3%、pH=3.8,光催化降解3h時,對硝基苯酚水溶液的COD去除率95%、工業(yè)含酚廢水的COD去除率為80%～83%。1.3表面活性劑廢水光催化氧化技術(shù)對表面活性劑廢水的去除具有無毒、迅速、降解徹底等優(yōu)點。王君等[2]采用納米銳鈦型TiO2作催化劑,使用低功率超聲波降解水中的表明活性劑SDBS,研究表明,在SDBS溶液濃度50.0mg/L,TiO2加入量750mg/L,pH為3.0,超聲頻率40kHz和超聲功率50W的條件下，120min2內(nèi)可全部降解。1.4制藥廢水制藥廢水中含有硝基苯類化合物,是典型的難生

5、物降解的有機(jī)污染物,研究表明TiO2/Fenton體系對含硝基苯類化合物制藥廢水具有較好的處理效果。程滄滄等[3]以TiO2為催化劑,以9W低壓汞燈為光源,并引入Fenton試劑,對武漢市某制藥廠的制藥廢水進(jìn)行了處理實驗。結(jié)果達(dá)到脫色率100%,CODCr去除率92.3%的效果。硝基苯類化合物含量從805mg/L降至0.41mg/L,達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。1.5?含油廢水油田的開采、石油的運輸與使用過程中都會有大量油類進(jìn)入水系統(tǒng),使江河湖海不同程度受到污染,對人和水生動植物造成危害。含油廢水的處理也是光催化氧化技術(shù)的重要應(yīng)用之一

6、。張海燕等[4]制備了納米級半導(dǎo)體光催化材料利用光催化方法對含油廢水的處理進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,納米級催化劑具較高的光催化降解油的活性;催化劑粒徑越小、銳鈦礦型晶體結(jié)構(gòu)含量越高時,光催化的活性越強;催化劑用量適當(dāng),可使光催化降解的程度較高;含油廢水的初始pH值越小,油的降解率越高；當(dāng)TiO2與Fe3+或H2O2共存時,相同的光照條件下,油的去除率可提高5%～16%,達(dá)98%。2結(jié)語光催化氧化技術(shù)是一項清潔技術(shù),具有很好的發(fā)展?jié)摿?。一方?隨著人們將催化劑有效地固定下來(將其制成膜或固定于特定載體上),解決了其在懸浮液的水處

7、理中分離步驟復(fù)雜、費用較高的問題;另一方面,通過對催化劑表面改性,彌補了其對紫外光吸收范圍窄、光能利用率低的缺點。但目前光催化氧化技術(shù)在環(huán)境污染和水處理中的應(yīng)用主要還停留在試驗性的研究階段,工業(yè)化的進(jìn)展還相對緩慢,主要是受催化劑性質(zhì)和反應(yīng)器的研制方面的限制。2參考文獻(xiàn)[1]彭書傳,王詩生.負(fù)載型TiO2光催化氧化法處理硝基苯酚工業(yè)廢水[J].工業(yè)水處理,2003,23(11):34-36.[2]王君,郭寶東,張朝紅等.納米銳鈦型TiO2催化超聲降解SDBS溶[J].水處理技術(shù),2005,31(9):21-24.[3]程滄滄

8、,肖忠海.UV/TiO2-Fenton試劑系統(tǒng)處理制藥廢水的研究[J].環(huán)境科學(xué)研究,2001,14(2):33-35.[4]張海燕,王寶輝.光催化氧化處理含油廢水的研究[J].化工進(jìn)展，2003,22(1):67-70.2