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光化学氧化法在污水领域的应用

发布时间:2018-04-20 14:10  文章来源:未知  文章作者:高级氧化技术工程

  光化学氧化法是在化学氧化和光辐射的共同作用下,使氧化反应在速率和氧化能力上比单独的化学氧化、辐射有明显提高的一种水处理技术。光氧化法均以紫外光为辐射源,同时水中需预先投入一定量氧化剂如过氧化氢,臭氧或一些催化剂,如染料、腐殖质等。它对难降解而具有毒性的小分子有机物去除效果极佳,光氧化反应使水中产生许多活性极高的自由基,这些自由基很容易破坏有机物结构。属于光化学氧化法的如光敏化氧化,光激发氧化,光催化氧化等。

  光激发氧化法是以臭氧、过氧化氢、氧和空气等作为氧化剂,将氧化剂的氧化作用和光化学辐射相结合,可产生氧化能力很强的自由基。紫外—臭氧联用技术可以氧化臭氧所不能氧化的微污染水中的有机物,如三氯甲烷、六氯苯、四氯化碳、苯,使之变成CO2和H2O,降低水中的致突变物活性,其氧化效果比单独使用UV和O3要好。但是,紫外—臭氧工艺对有机物或THMs的去除能力还有待进一步探讨,而且该工艺费用较高,还不容易推广应用。


光化学氧化法
 

  光化学氧化法是在水中加入一定数量的半导体催化剂,它在紫外线辐射下也能产生强氧化能力的自由基,能氧化水中的有机物,常用的催化剂有TiO2。光化学氧化法的强氧化性、对作用对象的无选择性与最终可使有机物完全矿化的特点,使光催化氧化在饮用水深度处理方面具有较好的应用前景。但是TiO2粉末颗粒细微,不便加以回收,同传统净水工艺相比,光催化氧化处理费用较高,设备复杂,近期内推广使用受到限制。光催化氧化投入实际应用所需要解决的主要问题是确定长期运行过程中催化剂中毒情况及寻求理想的再生方法;解决催化剂的分离回收或固定化问题;反应器的设计及提高光能利用率等。可以预见,随着研究的不断深入,光催化氧化必将越来越得到重视。

  光化学氧化法目前尚处于研制阶段,由于运行成本较大,尚难大规模的在生产中应用,但该项技术发展很快,在生产上的应用将为期不远。

  光触媒也称光催化材料,主要是由于光触媒材料经光线照射后,可能产生活性物质。现光触媒的主要成份是锐钛矿型二氧化钛,要以纳米TiO2掺杂某些金属或金属氧化物制成。纳米二氧化钛在经光照后吸收能量,其价带电子被激发到导带,形成了电子和空穴与吸附于其表面的O2和H2O作用,可以生成超氧化物阴离子自由基。纯的二氧化钛禁带较宽,价带电子不易跃迁,可将二氧化钛掺杂,并减小粉体细度至纳米级。这样可大大提高光催化率。这些自由基具有光触化分解有害气体、有机污染物和光催化抗菌的功能,可广泛应用于空气净化和污水处理等领域。因此,光触媒可用于抗菌、防污、易洁、空气净化、水质净化等作用。添加光触媒的材料在光照条件下(尤其是紫外光)可对接触材料的细菌产生杀灭作用,当环境大气或水中的污染物,如有机化合物、臭味、氮氧化物、细菌等与光触媒发出的自由基接触时,将会被氧化分解,使将环境大气或水中的污染物降解或矿化。

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