光催化氧化技术及其在污水处理中的应用

随着中国经济的不断发展，化工、医药、纺织、制革等企业的数量越来越多，企业也在不断生产各种产品，在生产产品的过程中，会产生一些难降解污染物，这些难降解污染物通过普通生物化学法降解时，运行成本越来越高，且有些难降解有机物仍然难被分解。光催化氧化技术作为近十几年来兴起的一门新技术，因其对多种水溶性有机物分子的降解具有普适性，尤其适合降解生物化学法难降解的有机物，在污水治理领域也越来越受到人们的青睐。那么，何为光催化氧化技术呢？其在污水处理中的应用又有哪些呢？

光催化氧化技术是在光化学氧化技术的基础上发展起来的。要想了解光催化氧化技术，我们首先来了解一下光化学氧化技术。所谓光化学氧化技术是指在可见光或紫外光作用下，采用臭氧或双氧水等氧化剂将污水中的有机物氧化分解成H?O、CO?及其他离子、卤素离子等的反应过程。但由于反应条件所限，光化学氧化降解往往不够*，易产生多种芳香族有机中间体，成为光化学氧化需要克服的问题，为使反应加快，光化学氧化反应中也开发使用了一些催化剂，通过和光催化氧化剂的结合，可以大大提高光化学氧化的效率，光化学氧化反应便变成了光化学催化氧化反应。

根据使用的光催化氧化剂的不同，光化学催化氧化可以分为均相光催化氧化和非均相光催化氧化。

均相光催化氧化反应主要是指紫外/ Fenton试剂法，即在污水中投加Fe²⁺或Fe³⁺及H₂O₂后，利用亚铁离子作为H₂O₂的催化剂，生成氢氧自由基，可氧化大部分的有机物。均相反应除了能利用紫外光以外，还能直接利用可见光。
非均相光催化氧化反应是在污水中投加一定量的T_iO₂、Z_nO等光敏半导体材料，同时加以一定能量的光辐射，使光敏半导体在光的照射下激发产生电子-空穴对，吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子-空穴对作用，产生?OH等氧化性*的自由基，再通过与污水中有机污染物之间的羟基加合、取代、电子转移等，使有机物全部或接近全部矿化。

光催化氧化技术在污水处理中的应用：

1、含油废水

近年来，利用半导体粉末的悬浮体系光催化降解水中有机污染物的研究引起各国学者的关注。杨阳、陈爱平等以膨胀珍珠岩为载体，用浸涂烧结法制备了漂浮负载型TiO2/EP光催化剂，并对制备催化剂的工艺条件及水面浮油的光催化降解过程进行了初步研究，结果表明经 7h 光照后该种催化剂能降解癸烷 95%以上，且能较长时间漂浮于水面，便于大面积抛洒并易于拦截和回收，具有实用开发价值。

2、印染废水

现在传统的处理方法，比如，吸附法，电化学法，电凝法，生物法等，只能把污染物从一种物相转化为另一种物相，不能使污染物得到*分解或无害化，而光催化氧化能够把印染废水中的有害物质*分解为 H2O、 CO2 等有机小分子和其他无害物质，消除了二次污染。

3、无机污染物质

与有机污染物相比水中无机污染物的种类较少，常见的主要是重金属离子和氰离子。光催化技术可以利用光致电子的还原能力去除水中的金属离子及其他的无机物，目前的研究包括 Mn7+、 Cr6+、 Fe3+、 Ni2+、 Hg2+、 Cu2+、 Pb2+、 Ag+、 CN-、 CSN-、 NO2等。

4、造纸废水

采用多相光催化氧化技术处理造纸漂白废水，可直接将所含的二恶英降解为 CO2、 H2O和 Cl-，以达到一次销毁这一有害物的目的。

5、难降解Nong药

光催化降解Nong药的优点是它不会产生毒性更高的中间产物，这是其它方法所*的。