光催化氧化法简介

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1、光催化氧化法简介光催化氧化法是近20年才出现的水处理技术，在足够的反应时间内通常可以将有机物完全矿化为 co2和H2O等简单无机物，避免了二次污染，简单高效而有发展前途。所谓光催化反应，就是在光的作用 下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子激发态，然后会发生化 学反应生成新的物质，或者变成引发热反应的中间化学产物.光化学反应的活化能来源于光子的能量，在太 阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。由于以二氧化钛粉末为催化剂的光催 化氧化法存在催化剂分离回收的问题，影响了该技术在实际中的应用，因此将催化剂固定在某些载体上以 避免或更容易使其分离

2、回收的技术引起了国内外学者的广泛兴趣。在我国工业废水中，印染废水因其有机物含量高、色度深、水质复杂、排放量大而成为难处理的工业 废水之一。印染废水中含有大量卤化物、硝基物、氨基物、苯胺、酚类及各种染料等有机物，主要来自纤 维、纺织浆料和印染加工所使用的染料、化学药剂、表面活性剂和各类整理剂。其COD浓度达数千至数 万mg/L,色度也高达数千至数万倍，可生化性差，很多废水还含有高浓度无机盐:如氯化钠、硫化物等，严 重污染水环境国内处理染料废水普遍以生物法为主，同时辅以化学法，但脱色及COD去除效果差,出水难 以稳定达到国家规定的排放标准光催化氧化法是近年来水处理研究的热点之一，实验证明，此方法对

3、印染 废水有较好的处理效果。当进水CODCr为1300 mg/L左右，色度为800倍时，经本法处理的废水，出 水CODCr达188 mg/L,色度为010倍,CODCr去除率达92%，脱色率几近100%。主要水质指标达 到了 GB89781996污水综合排放标准中染料工业的二级标准。本法可取代常规的生物法，适合中 小型印染厂的废水处理。光催化氧化法原理光降解通常是指有机物在光的作用下，逐步氧化成低分子中间产物最终生成CO2、H2O及其他的离 子如no3-、PO43-、Cl等有机物的光降解可分为直接光降解、间接光降解。前者是指有机物分子吸收光 能后进一步发生的化学反应。后者是周围环境存在的某些物

4、质吸收光能成激发态，再诱导一系列有机污染的 反应。间接光降解对环境中难生物降解的有机污染物更为重要。利用光化学反应降解污染物的途径，包括无催化剂和有催化剂参与的光化学氧化过程。前者多采用 氧和过氧化氢作为氧化剂，在紫外光的照射下使污染物氧化分解；后者又称光催化氧化一般可分为均相和 非均相催化两种类型。均相光催化降解中较常见的是以Fe2+或Fe3+及H2O2为介质，通过photo-Fenton 反应产生HO使污染物得到降解，非均相光催化降解中较常见的是在污染体系中投加一定量的光敏半导体 材料，同时结合一定量的光辐射，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

5、与电子-空穴作用，产生HO等氧化性极强的自由基，再通过与污染物之间的羟基加和、取 代、电子转移等使污染物全部或接近全部矿化。新型高效光催化氧化的原理新型高效光催化氧化的原理就是在表面催化剂存在的条件下，利用一定波长的紫外光波在常温常压 下催化、通过一定量的曝气来氧化废水中的有机污染物，或直接氧化有机污染物，或将大分子有机污染物 氧化成小分子有机污染物，提高废水的可生化性，较好的去除有机污染物。在降解COD的过程中，通过催 化氧化来打断有机分子中的双键发色团，如偶氮基，硝基，硫化羟基，碳亚氨基等，达到脱色的目的，同时 有效地降低BOD/COD值，使之易与生化降解。这样，光催化氧化反应在高浓度，高

6、毒性，高含盐量废水中 充当常规物化预处理和生化处理之间的桥梁。该技术的核心为三相催化氧化。这三相分别是：由风机送入罐内的压缩空气曝气（气相），一定波长 的紫外光波（光相），和固定在载体上的催化剂（固相），其中催化剂为我们自行研制的复合型贵金属化合物。 废水经预处理除去水中杂物后，进入催化氧化罐，水中有机污染物在催化剂的作用下被氧化分解，苯环， 杂环类有机物被开环，断链，大分子变成小分子，小分子再进一步被氧化为二氧化碳和水，从而使废水中 的COD值大幅度降低，去除率在99%以上,色泽基本褪尽，同时降低了 BOD/COD的比值，祛除废水的毒 性，使废水处理后达标排放。纳米光催化氧化水处理技术进展现

7、代科学研究发现：当物质被粉碎到纳米级并制成纳米材料时将具有多种物理效应，不仅其光、 电、热、磁等特性发生变化，而且具有辐射、吸收、催化、杀菌、吸附等许多新特性。在众多纳米科学技 术中，纳米材料学、纳米电子学和纳米医药学是目前倍受重视的三个研究方面。有研究者指出，纳米技术对 水中粒径为200nm污染物的去除能力是其他技术不可替代的，认为纳米技术可在污染修复、低成本脱盐 等领域发挥作用，直接向受污染沉积物或地下水中注入纳米铁可治理污染，其有可能替代常规的铁墙技术。在水处理中，应用最广泛的纳米催化材料应是n型半导体纳米材料而在常规催化氧化法基础上发展 起来的以纳米材料为催化剂的催化氧化水处理技术将具

8、有更加独特的功效.纳米光催化氧化水处理技术机理一般认为，光催化活性是由催化剂的吸收光能力、电荷分离和向底物转移的效率决定的。当纳米半 导体粒子受到大于禁带宽度能量的光子照射后，电子从价带跃迁到导带而产生了电子-空穴对电子具有还 原性，空穴具有氧化性,从而促进了有机物的合成或使有机物降解纳米半导体材料的特性和催化效果各有 不同，但作为光催化剂它们的催化活性与相应的体相材料相比有显著提高，其原理在于：通过量子尺寸限 域造成吸收边的蓝移;由散射的能级和跃迁选律造成光谱吸收和发射行为结构比；与体相材料相比，量 子阱中的热载流子冷却速度下降，量子效率提高；纳米半导体粒子所具有的量子尺寸效应使其导带和价

9、带能级变成分立的能级，能隙变宽，导带电位变得更负，而价带电位变得更正，这意味着纳米半导体粒子获 得了更强的还原及氧化能力，从而催化活性随尺寸量子化程度的提高而提高。除此以外，还在于纳米半导 体粒子的粒径和吸收特性。纳米半导体粒子的粒径通常小于空间电荷层的厚度在此情况下，空间电荷层的任何影响都可忽略， 光生载流子可通过简单的扩散从粒子内部迁移到粒子表面而与电子供体或受体发生还原或氧化反应粒径 越小则电子与空穴复合几率越小，电荷分离效果越好，从而导致催化活性的提高。在光催化反应中，反应 物吸附在催化剂的表面是光催化反应的一个前置步骤，催化反应的速率与该物质在催化剂上的吸附量有关。 纳米半导体粒子强

10、的吸附效应甚至允许光生载流子优先与吸附的物质进行反应而不管溶液中其他物质的氧 化还原电位顺序在催化反应过程中，纳米材料的表面特性和缺陷数量具有同样重要的作用。Reduothn ReadinnReaction纳米催化剂的催化效果还与其材料类型有关。研究发现，禁带宽度大的金属氧化物因具有抗光腐蚀 性而更具有实用价值。CdS的禁带宽度较窄，对可见光敏感，在起催化作用的同时晶格硫以硫化物和SO32- 形式进入溶液中。ZnO比TiO2的催化活性高，但自身会发生光腐蚀。a-Fe2O3能吸收可见光（激发波长为 560nm），但是催化活性低。与其他n型半导体纳米材料相比，TiO2具有化学稳定性好、反应活性大等

11、 特点，是一种优异的光电功能材料，并以其优越的催化性能被广泛应用于污染物的降解，取得了令人鼓舞 的进展用纳米TiO2作催化剂氧化水中污染物的试验是目前研究工作的热点（主要围绕不同类型污染物的 降解效果这一主题，同时进行水处理体系中TiO2的存在形式、反应器类型等应用技术的研究）。研究结果 显示，纳米TiO2光催化氧化技术有良好的应用前景。纳米光催化氧化水处理技术研究现状综合现有文献资料不难发现，纳米TiO2光催化氧化法对水中污染物的去除具有广泛的适用性，其对 水中卤代脂肪烃、染料、硝基芳烃、多环芳烃、杂环化合物、烃类、酚类、表面活性剂、农药等都能有效 地进行降解用TiO2作光催化剂，在光照下可

12、使60种含氯有机化合物发生氧化还原反应而生成CO2、H2O 及其他无毒的无机物。光催化氧化研究的对象除含小分子有机物以外，还包括大分子聚合物,如聚丙烯酰胺 （PAM）。研究结果表明，PAM的降解效率与TiO2类型、用量及PAM浓度等因素有关。在水处理过程中， 纳米TiO2光催化氧化活性随TiO2粒径减小而增高有研究证实，纳米TiO2光催化降解苯酚活性的陡变发生 在粒径30 nm的范围，当晶粒尺寸从30nm减小到10nm时TiO2光催化降解苯酚的活性提高了近45%.在光催化氧化反应体系中，由于纳米TiO2颗粒微小而极易流失，且悬浮态纳米TiO2颗粒与废水的 分离过程既缓慢又昂贵，加之悬浮粒子对光

13、线的吸收阻挡影响了光的辐射深度,因此近年来固定相纳米催化 剂及其催化氧化效能的研究成为主流，进行TiO2纳米膜或负载技术的催化氧化试验也比较普遍。在固定相 纳米TiO2光催化氧化过程中，TiO2的表面形态和表面态能级结构是决定其光催化活性的重要因素。纳米 TiO2薄膜对CHCl3的光降解有很好的催化活性，且光催化分解率与TiO2薄膜的孔径和厚度有关。对纳米 TiO2光催化降解苯酚的动力学研究表明，在直接使用高压汞灯无Pyrex玻璃滤光的条件下,TiO2光催化降 解苯酚反应的速率明显提高，但有关的动力学问题尚不能用现行理论来解释。为了便于从机理上探讨纳米 催化剂的催化氧化过程，有研究者对光催化体

14、系中羟自由基的产生过程和测定方法进行了试验研究，结果 表明在一定试验条件下，水杨酸是羟自由基一个较好的探针性物质，这为探讨纳米催化剂的催化氧化机理研 究提供了有效途径。纳米光催化氧化应用技术为提高纳米光催化氧化水处理技术的效果和实用水平，研究者们正致力于纳米催化材料的改性、纳 米催化剂的固定以及催化反应器的改进等研究，试图在这些应用技术环节上取得突破和创新纳米催化材料的改性技术纳米催化材料的氧化还原能力即光催化活性与导带电子（e）和价带空穴（h+）的数量成正比。在 纳米催化材料（如TiO2）表面，e-和h+很容易复合，因此制备高活性纳米光催化剂的关键就是如何减小二 者的复合几率。目前采取的办法

15、主要有贵金属沉积、过渡金属掺杂、复合半导体、表面光敏化、表面螯合 及衍生作用等通过上述处理后，纳米催化剂的表面结构和组成等特性明显改善，而且还可能产生某种新的 特性，从而使催化性能得到普遍提高。纳米催化剂的存在形式悬浮态催化剂具有很大的比表面积，能充分吸收光子的能量，因此光降解效率很高，但以这种形式 存在的催化剂无法连续使用，活性成分损失较大，且在水溶液中还易于凝聚，后期处理过程较繁琐,因而阻 碍了该项技术的实用化。继悬浮态存在形式之后，催化剂固定技术与载体的选择成为纳米光催化氧化技术 研究的一个重要方面。纳米催化剂被固定后，光催化活性都有不同程度的降低，因此选择合适的催化剂载体 和负载方式是

16、研究的重点。沿用以往常规催化剂固载技术的研究思路，纳米催化剂的载体可选用多种材料， 如玻璃、海砂、硅胶、陶瓷、不锈钢材料、镍网、活性炭、多孔介质等。有研究表明，不透明的漂浮载体 几乎对光催化剂的活性无影响。催化反应器设计光催化氧化法降解水中不同类型污染物在试验研究阶段获得了许多成功的案例，但中试规模的处理 至今尚未获得成功。有研究者认为，光催化反应器的设计是这项技术实现工业化的关键。由此不难想象， 在以纳米材料作光催化剂的水处理工程中，光催化反应器的设计同样是关键的技术环节。基于常规光催化 剂而设计的光催化反应器种类很多，但若直接将它们用作纳米催化剂的反应器，其实用功效有待验证。当 前，已有研

17、究者对此进行了试验并取得了一些有针对性的研究成果。TiO2光催化氧化反应的优缺点优点：TiO2光催化氧化反应催化剂易分离和重复使用反应条件温和，通常在常温、常压进行，易操 作。不会产生二次污染。缺点：光生电子和空穴对的转移速度慢，复合率较高，导致光催化量子效率低，反应转化率较低。通 常只能用紫外光活法，太用光利用率低。常见的光催化材料恥歸Pho tMOitalysiSi1.132尿 Mik)30TiOs CAmtur)32WO32.7CdE2.4ZnS17SrTiQsM斗SdO33 JWSejFtaQg22a纳米催化氧化小结毋庸置疑，将纳米催化材料引入水处理领域是一个具有创新意义的尝试,应用纳

18、米催化材料的水处理 技术也展现出广阔的实用前景但是正如许多实用性纳米技术研究一样，目前许多研究者只谈到基于纳米催 化材料的水处理技术具有实用化的前景”而不能立即满足实用化的要求”.到目前为止，该项技术的工程 化、产业化实例尚未见报道，这预示着此项技术的应用研究工作任重道远.纳米材料的特异性能包括表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应等多个方面，但从公开发表的文献资 料中可以看到，目前在应用纳米材料的水处理技术研究成果中，纳米催化材料的催化氧化水处理技术所占比 例很大，也就是说大多数试验工作主要集中在对纳米材料催化特性的开发研究上。这一方面表明此项研究 具有更广阔的应用前景，另一方面说明纳米应用技术

19、研究的切入点相对单一 很显然，这不利于研究人员拓 宽研究思路、拓展研究领域，进而妨碍了废水处理领域中纳米技术的蓬勃发展。光催化氧化在水处理方面的应用光催化氧化法是近些年出现的水处理技术，在足够的反应时间内通常可以将有机物完全矿化为CO2和 h2o等简单无机物，避免了二次污染，简单高效而有发展前途。光催化氧化技术处理制药废水有机磷农药废水排放量大、毒性强，对这类废水的治理已成为水处理工作者的研究重点。目前，国内处理有 机磷农药废水大多采用生化法，但处理后的COD不能达到国家排放标准，有机磷高达几十mg/L，在生物 降解过程中几天甚至几周才能完成，在光解过程中几小时即可实现，出水水质达到了国家工业

20、废水一级排 放标准，具有理想的处理效果。纽太力研制的光催化剂，其化学性质稳定、难溶无毒、成本彳氐作为理想的半导体光催化剂在环境治理领域 中已显示广阔的应用前景。应用表明其可以经历反复使用而保持光分解效率基本不变，并可连续保持其光 活性。由于有机磷农药的P-O和PS键的键能相对较低，容易吸收太阳光形成激发态分子，使PO和 PS键断裂，所以有机磷农药易发生光解催化剂可将农药废水中对硫磷、久效磷、马拉硫磷、甲拌磷彻 底降解为PO43-、so2-、Cl、CO2、h2O ；将表面活性剂废水中氯化苄基十二烷基二甲基铵彻底降 解为CO2、h2 O、NO3-、Cl-；将十二烷基苯磺酸钠彻底降解为CO2、H2O

21、、SO4,从而是农药废水 无害化排放。光催化氧化技术处理印染废水纺织印染染色废水，水量大，色度高，成分复杂，废水中含有染料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质及无 机盐等，随着染料工业的发展，大量新型印染助剂、染料、浆料等难以生物降解的有机物在印染行业中 的广泛应用，致使印染废水中有机物成分越来越复杂多变，其BOD5 / CODCr比值下降，色度高，可 生化性降低。消除印染废水中高色度和高CODCr值，已成为长期困扰印染废水治理的两个关键问题。目 前国内处理印染废水多以生化法为主，但存在处理效果不佳、CODCr和色度去除困难等缺点。近年来，随 着光化学及技术的发展和进步，利用氧化催化物物多相光催化消除

22、环境中的各种污染物的研究已引起人们 的广泛关注。光催化氧化设备光电催化协同处理装置光催化与电催化协同作用的水处理设备，是一种把电催化氧化过程与先进的光催化氧化过程科学的设 计在一个系统中，给有机污染创造了一个先易后难、有序、能量层次分明的反应空间，在这个空间里的多元 有机污染物均有可供选择的多种反应途径，因而本产品是一种节能，高效的新创举。I寸1*光催化与电催化协同作用的水处理设备，是一种把电催化氧化过程与先进的光催化氧化过程科学的 设计在一个系统中，给有机污染创造了一个先易后难、有序、能量层次分明的反应空间，在这个空间里的 多元有机污染物均有可供选择的多种反应途径，因而本产品是一种节能，高效

23、的新创举。视废水中污染物的品种、浓度、色度、浑浊度的实际情况，可选择一种或两种组合。对废水进行深 度处理，达标排放，或进行限度的处理一一作为生化的预处理,提高废水的可生化性。亦可联合树脂吸附或 其他技术，达到冶理目标。本产品占地面积小，单位产品的有效容积为1m3可串联或并联设备的功率为14kW，重量 1m3/ho产品的设备智能化运行稳定，安全 可靠，操作与维护方便。一体式光催化氧化反应器F柿制:即计即叫光催化氧化法的催化剂固定化技术研究光催化氧化法是近20年才出现的水处理技术，在足够的反应时间内通常可以将有机物完全矿化为CO2 和H2O等简单无机物，避免了二次污染，简单高效而有发展前途。由于以

24、二氧化钛粉末为催化剂的光催化 氧化法存在催化剂分离回收的问题，影响了该技术在实际中的应用，因此将催化剂固定在某些载体上以避免 或更容易使其分离回收的技术引起了国内外学者的广泛兴趣。1催化剂固定化技术的研究现状目前，国内外对催化剂固定方式的研究主要有两种。第一种是非填充式固定床型的固定技术，它以烧结 或沉积方法直接将催化剂沉积在光催化反应器内壁，进行污水处理时以泵为动力，使污水在污水槽与光催 化反应器之间循环回流，光催化反应在反应器里进行。譬如，张彭义等人研究了苯甲酸类物质的光催化降 解，其TiO2的固定方法如下：用两个120W高压汞灯辐射铝板，同时含有TiO2粉末的酸性悬浮液不断循 环流过被辐

25、射的铝板，悬浮液中的TiO2在紫外光和酸性条件的作用下沉积在铝板上而形成固定膜。第二种 是填充式固定床型的固定技术，即将TiO2烧结在载体（如砂、硅胶颗粒、玻璃珠、玻璃纤维等）表面，然 后将上述颗粒填充到反应器里此类固定技术虽可增大光催化剂与液相的接触面积（反应速率比悬浮型光反 应器还要高），但载体颗粒较小,还需进行繁琐的分离、回收过程.2催化剂固定化技术研究2.1机理探讨有研究表明，一种类似于非填充式固定床型的催化剂固定技术，即布置于反应器底部、载有TiO2膜的 玻璃纤维经过表面修饰（在TiO2表面担载某些重金属或金属氧化物，如Ag、Au、Pt、Pd、Nb、RuO2 和PtRuO2等）能提高

26、TiO2光催化活性考虑到采取此项技术进行饮用水深度净化时，金属含量低则不 起作用，含量高则使水中重金属含量超过饮用水标准，故笔者试图从另一角度，即提高TiO2吸附能力方面 来研究催化剂的固定化问题。活性炭因其比表面积大、吸附能力强及疏水性能好等优点，一直被广泛应用在水处理方面笔者借助于活性 炭这一优点来提高固定催化剂的光催化降解性能，即将TiO2粉末连同粉末活性炭一起被固定在反应容器 内壁，然后对自来水进行深度处理试验。作为对比，同时对纯TiO2进行了试验。为便于比较，进行了不同工艺条件下的试验。一种是以牛皮纸代替反应器内壁，将催化剂固定在牛皮 纸一侧，按所需催化剂用量将相应大小的牛皮纸衬在反

27、应器内壁进行试验另一种直接以TiO2粉末为催化 剂进行试验，处理后的水用0。45pm滤膜进行抽滤。试验装置如图1所示，反应器由玻璃制做，尺寸为 6x56cm，容积为1582cm3,实际容积（除去紫外灯）为1287cm3；石英紫外线杀菌灯的功率为20W， 主波长为253.7nm,在本试验条件下光强E为390x103pW/cm2；气泵的作用除进行曝气以促使TiO2 在溶 液中呈悬浮态以外，还提供空气，实际是利用空气中的02为氧化剂作为电子接受体，防止电子和空穴 的复合。常孙灯装慨出水計if歩岸口2.2催化剂膜的制备试验所需物品如下：TiO2（分析纯）；粉末活性炭（用140目细筛进行分选,使其与Ti

28、O2粉末粒度基 本一致）；市售牛皮纸;玻璃胶；胶枪；刮胶板。首先在牛皮纸的一侧均匀涂上一薄层玻璃胶（目的是防水），室温下放置一夜，待其干燥后在另一侧亦 涂一薄层玻璃胶，同时在其未干之前将一定量TiO2粉末或掺有粉末活性炭的复合催化剂尽可能多地均匀 洒在其上，按压使其粘牢，在室温下放置一昼夜，待其干燥后称量剩余的粉末，从而计算出1cm2牛皮纸 所具有的催化剂用量。3试验结果及分析为便于比较，制备了三种催化剂膜，一种是复合催化剂膜（TiO2/C），其中TiO2与粉末活性炭的质量 比为3 : 7,试验时TiO2用量相当于0。6g/L;另一种是纯催化剂膜，试验时TiO2用量相当于1。2g/L; 第三种

29、是纯炭粉膜。试验结果如图2所示.应宜时崗誉fain苹同工艺礙杵下U曲吿祢垂喷时间的蛮化从UVA （紫外吸光度）去除率来看，反应的前90min,TiO2/C膜优于TiO2膜高于单纯紫外照射，然而 120min时TiO2膜去除效果不及单纯紫外照射。为分析原因，又做了两组试验，第一组是悬浮态光催化 氧化法去除自来水中有机物的UVA去除率随TiO2浓度的变化情况试验结果如图3所示，当TiO2投量为 2g/L时去除效果最好。第二组试验为TiO2/C膜与1。2g/LTiO2悬浮液及2g/LTiO2悬浮液作对比，试验 结果如图4所示.尼电时间t = 120 ntijLi0.311.322.5L J3 UVA

30、虫癡率S TiQ 眾送的型出1TiCWC 膜ATW念浮腋，敲庭为I-2&/L C-TiOj制:浮械 点反为堆徒址M 2 S/L34不附工誉条件TUVA击餘率随时闽的嚳化从图4可以看出,TiO2浓度仅为0。6g/L的复合催化剂膜的去除效果相当于TiO2浓度为1.2g/L悬浮 液的去除效果由此可见，复合催化剂膜中的粉末活性炭具有良好的吸附能力，TiO2与其结合后光催化剂的 催化性能有所提高。在试验中还发现，掺有粉末活性炭的TiO2膜其催化剂的附着性很强，在反应中不会进 入溶液（其原因与炭粉的吸附性有关），利用这一特性制备附着性和催化性都很好的复合催化剂膜然而同 图4曲线C相比，复合催化剂 膜的UV

31、A去除率远没有达到最佳TiO2投量时的去除效果（去除率仍相差近 20%）。总结可能的原因有三个：试验时所用的复合催化剂膜的TiO2浓度为0.6g/L，远远小于最佳二 氧化钛投量（2g/L）；在复合催化剂膜中TiO2与炭粉之间一定存在一个最佳比例，使二者吸附与催化性能 都能发挥至极，而此次只对TiO2 : C为3 : 7的复合催化剂膜进行了试验，因此不能肯定这一比例即为最 佳比例；在催化剂膜的制备过程中，为除去膜表面未附着或附着不牢的粉末，先将其在自来水龙头下冲 洗数遍，又将其在自来水中浸泡过夜，上述操作过程无疑使掺有粉末活性炭的催化剂膜吸附了一些自来水 中的有机物，在反应过程中除了去除水中有机

32、物外还要降解这部分吸附的物质，而这部分物质并未计算在 内由于上述原因复合催化剂膜并没有达到最佳TiO2投量时的去除效果，但同纯催化剂膜相比，复合催化 剂膜 仍具有明显的优势，若解决上述问题（如增加复合催化剂膜中催化剂的附着量，选择一个最 佳的TiO2 与炭粉的比例），则复合催化剂膜的去除效果是能够达到最佳TiO2投量下的去 除效果的.-102U 驰 S0 閱UMliJl/roiii1仙 350團5不同工巻：罠件下川册弓陈豐琥时间的变牝为证实掺有粉末活性炭的TiO2膜的降解速率有所提高是否是单纯活性炭所为，作了对比试验，结果如 图5所示。从图5中可以看出，在紫外线照射下单纯活性炭膜的UVA去除率

33、与单纯紫外线照射并无多大区别， 可见活性炭只有与TiO2联合才能发挥二者的吸附与催化性能。4结论与粉末活性炭联合固定的TiO2膜其催化剂的附着性和去除效果均优于纯TiO2膜，为光催化氧化技术 找到了更加理想的复合催化剂及其工程应用的方法。光催化氧化技术总结光催化氧化技术以其氧化能力强、无二次污染、耗能低、操作简单等优点而受到国内外研究者的广 泛重视，成为废水处理的有效方法，并已获得了一定的应用，罐内的膜组件可有效截留水中的催化剂粒子， 是干净水安全外流以有机磷农药废水为例，它排放量大、毒性强，目前国内处理该类废水大多采用生化法， 但处理后的COD不能达到国家排放标准，有机磷高达几十mg/L。以

34、生产有机磷农药为主，甲胺磷的产量 为5000m3/d。排放的甲胺磷废水中有甲基氯化物和胺化物，其特点是COD和总磷含量高,pH值高，属 于可生化性差、难降解的废水。而采用光催化技术对其进行光催化降解，可使该类废水出水水质达到国家 工业废水一级排放标准，具有理想的处理效果。光催化氧化技术的优点是：(1) 降解速度快，一般只需要几十分钟到几个小时即可取得良好的处理效果；(2) 降解无选择性，几乎能降解任何有机物，尤其适合于氯代有机物、多环芳烃等；(3) 氧化反应条件温和，投资少，能耗低，在紫外光照射或阳光下即可发生光催化氧化反应；(4) 无二次污染，有机物彻底被氧化降解为CO2和H2O等无害物质；

35、(5) 应用范围广，几乎所有的污水都可以采用。长期以来，湖泊、河流氮、磷超标，导致蓝藻过量繁殖的问题一直困扰着我国的水污染治理工作。随 着经济的发展，大量工业废水、生活污水有机污染物的超标排放，造成了水体环境严重富营养化问题，目前 很多地方的治理只注重对有毒重金属的处理，而忽略了有机污染物潜在的危害性，废水中大量的有机污染物, 富含洗涤剂(LAS)、COD、BOD含氮、磷等的有机物的污水本身具有一定的毒性，对动植物和人体有 慢性毒害作用，还会引起水中传氧速率降低，使水体自净受阻，从而导致蓝藻过量繁殖，爆发蓝藻现象， 使水体变色发臭。光催化氧化分解有机污染物是当今公认的最前沿最有效的处理技术，光催化氧化反应器成功的解决 了光催化氧化技术的工业化运用难题，所采用光催化氧化技术，废水有机污染物分解后的产物为水、二氧 化碳及无害的无机盐，从根本上解决了有机污染问题。目前已广泛应用于电镀、电路板、化工、油脂、印染及工农业生产废水、洗车废水的深度处理，对 洗涤剂（LAS）、COD、BOD含氮、磷等各种有机污染物的去除率95%以上，同时能消除各种水质的变 色发臭问题.