光催化氧化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用范圍

1、含油廢水

近年來(lái)，利用半導(dǎo)體粉末的懸浮體系光催化降解水中有機(jī)污染物的研究引起各國(guó)學(xué)者的關(guān)注。楊陽(yáng)、陳愛(ài)平等以膨脹珍珠巖為載體，用浸涂燒結(jié)法制備了漂浮負(fù)載型TiO2/EP光催化劑，并對(duì)制備催化劑的工藝條件及水面浮油的光催化降解過(guò)程進(jìn)行了初步研究，結(jié)果表明經(jīng) 7h 光照后該種催化劑能降解癸烷 95%以上，且能較長(zhǎng)時(shí)間漂浮于水面，便于大面積拋灑并易于攔截和回收，具有實(shí)用開(kāi)發(fā)價(jià)值。陳士夫等利用空心玻璃球負(fù)載 TiO2 清除水面漂浮的油層，在 375 W高壓汞燈照射 120 min，正十二烷的光催化去除率為 93.5%， 80 min 甲苯的去除率達(dá) 100%。通入空氣或加入 H2O2 可以大大地提高光催化的效果，當(dāng) H2O2 的量為 5.0 mmol/L時(shí)， 40 min 后， 甲苯的去除率達(dá) 100%。

2、印染廢水

傳統(tǒng)的處理方法，比如，吸附法，電化學(xué)法，電凝法，生物法等，只能把污染物從一種物相轉(zhuǎn)化為另一種物相，不能使污染物得到徹底分解或無(wú)害化，而光催化氧化能夠把印染廢水中的有害物質(zhì)徹底分解為 H2O、 CO2 等有機(jī)小分子和其他無(wú)害物質(zhì)，消除了二次污染。王成國(guó)采用納米級(jí) TiO2 懸浮法光催化氧化處理直接耐曬翠藍(lán)染液（染料濃度 100mg/L， TiO2 用量 1000mg/L），當(dāng)光照時(shí)間大于 200min 時(shí)，色度去除率達(dá)到 93%， TOC去除率達(dá)到 50%。羅潔、陳建山對(duì)色度 375、 pH值 5.35、 CODcr 595.16 mg/L的模擬墨綠色印染廢水采用光催化處理后脫色率達(dá)90%， CODcr 脫除率達(dá) 80%左右。

3、無(wú)機(jī)污染物質(zhì)

與有機(jī)污染物相比水中無(wú)機(jī)污染物的種類(lèi)較少，最常見(jiàn)的主要是重金屬離子和氰離子。光催化技術(shù)可以利用光致電子的還原能力去除水中的金屬離子及其他的無(wú)機(jī)物，研究包括 Mn7+、 Cr6+、 Fe3+、 Ni2+、 Hg2+、 Cu2+、 Pb2+、 Ag+、 CN-、 CSN-、 NO2等。劉淼等，直接以太陽(yáng)光為光源，用 ZnO/TiO2 處理電鍍含Cr（Ⅵ）廢水，并加入廉價(jià)光催化輔助劑，對(duì)電鍍含鉻廢水多次處理，使六價(jià)鉻光致還原為三價(jià)鉻，再以氫氧化鉻形式除去三價(jià)鉻；達(dá)到處理電鍍廢水的目的。王桂林等利用光催化在檸檬酸根離子存在下，Hg2+、 Pb2+從含氧溶液中被 e-分別還原成 Hg、Pb 沉積在 TiO2 表面；以 ZnO/WO3 為催化劑，在可見(jiàn)光下照射 110 min 可將 1.0× 10-4 g/mL的 Hg2+幾乎完全還原。

4、造紙廢水

采用多相光催化氧化技術(shù)處理造紙漂白廢水，可直接將所含的二惡英降解為 CO2、 H2O和 Cl-，以達(dá)到一次銷(xiāo)毀這一有害物的目的。張志軍等利用中壓汞燈作光源，研究了氯代二苯并 - 對(duì)二惡英（ CDDS，包括 DCCD， PcDD和 OCDD）在二氧化鈦催化下的光解反應(yīng)。結(jié)果表明，二氧化鈦能有效地催化 CDDS，在室溫下， 4 h 內(nèi) DCCD、 PcDD和 OCDD 分別降解了 87.2%、 84.6%和 91.2%。M.Cristi Yeber 等將 TiO2 和 ZnO固定在玻璃上，對(duì)漂白廢水進(jìn)行 了光催化氧化處理，經(jīng)過(guò) 120min 處理后，廢水的色度可完全去除，總酚含量減少了 85%,TOC減少了 50%，處理后殘留有機(jī)物的急性毒性和 AOX比處理前大為減少，高分子化合物幾乎全部降解。

5、難降解農(nóng)藥

光催化降解農(nóng)藥的優(yōu)點(diǎn)是它不會(huì)產(chǎn)生毒性更高的中間產(chǎn)物，這是其它方法所無(wú)法比擬的。文獻(xiàn)報(bào)道 CODcr 質(zhì)量濃度為 650 mg/L，有機(jī)磷質(zhì)量濃度為 19.8 mg/L的農(nóng)藥廢水，經(jīng) 375W中壓汞燈照射 4h， CODcr 去除率為 90%。陳梅蘭等用高壓汞燈為光源，以二氧化鈦（銳敏型）光催化降解有機(jī)溴殺蟲(chóng)劑-溴氰菊酯（俗名敵殺死） ，結(jié)果表明，光照 3h 敵殺死分別降解了 73.5%。孫尚梅研究了以太陽(yáng)光為光源，采用懸浮態(tài)的 TiO2 做催化劑，光降解農(nóng)藥廢水，結(jié)果表明，光照 5 hCOD的去除率高達(dá) 72.6%。