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光化學氧化法在汙水領域的應用

發布時間:2018-04-20 10:46  文章來源:未知  文章作者:高級氧化技術工程

  光化學氧化法是在化學氧化和光輻射的共同作用下,使氧化反應在速率和氧化能力上比單獨的化學氧化、輻射有明顯提高的一種水處理技術。光氧化法均以紫外光為輻射源,同時水中需預先投入一定量氧化劑如過氧化氫,臭氧或一些催化劑,如染料、腐殖質等。它對難降解而具有毒性的小分子有機物去除效果極佳,光氧化反應使水中產生許多活性極高的自由基,這些自由基很容易破壞有機物結構。屬於光化學氧化法的如光敏化氧化,光激發氧化,光催化氧化等。

  光激發氧化法是以臭氧、過氧化氫、氧和空氣等作為氧化劑,將氧化劑的氧化作用和光化學輻射相結合,可產生氧化能力很強的自由基。紫外—臭氧聯用技術可以氧化臭氧所不能氧化的微汙染水中的有機物,如三氯甲烷、六氯苯、四氯化碳、苯,使之變成CO2和H2O,降低水中的致突變物活性,其氧化效果比單獨使用UV和O3要好。但是,紫外—臭氧工藝對有機物或THMs的去除能力還有待進一步探討,而且該工藝費用較高,還不容易推廣應用。


光化學氧化法
 

  光化學氧化法是在水中加入一定數量的半導體催化劑,它在紫外線輻射下也能產生強氧化能力的自由基,能氧化水中的有機物,常用的催化劑有TiO2。光化學氧化法的強氧化性、對作用對象的無選擇性與可使有機物完全礦化的特點,使光催化氧化在飲用水深度處理方麵具有較好的應用前景。但是TiO2粉末顆粒細微,不便加以回收,同傳統淨水工藝相比,光催化氧化處理費用較高,設備複雜,近期內推廣使用受到限製。光催化氧化投入實際應用所需要解決的主要問題是確定長期運行過程中催化劑中毒情況及尋求理想的再生方法;解決催化劑的分離回收或固定化問題;反應器的設計及提高光能利用率等。可以預見,隨著研究的不斷深入,光催化氧化必將越來越得到重視。

  光化學氧化法目前尚處於研製階段,由於運行成本較大,尚難大規模的在生產中應用,但該項技術發展很快,在生產上的應用將為期不遠。

  光觸媒也稱光催化材料,主要是由於光觸媒材料經光線照射後,可能產生活性物質。現光觸媒的主要成份是銳鈦礦型二氧化鈦,要以納米TiO2摻雜某些金屬或金屬氧化物製成。納米二氧化鈦在經光照後吸收能量,其價帶電子被激發到導帶,形成了電子和空穴與吸附於其表麵的O2和H2O作用,可以生成超氧化物陰離子自由基。純的二氧化鈦禁帶較寬,價帶電子不易躍遷,可將二氧化鈦摻雜,並減小粉體細度至納米級。這樣可大大提高光催化率。這些自由基具有光觸化分解有害氣體、有機汙染物和光催化抗菌的功能,可廣泛應用於空氣淨化和汙水處理等領域。因此,光觸媒可用於抗菌、防汙、易潔、空氣淨化、水質淨化等作用。添加光觸媒的材料在光照條件下(尤其是紫外光)可對接觸材料的細菌產生殺滅作用,當環境大氣或水中的汙染物,如有機化合物、臭味、氮氧化物、細菌等與光觸媒發出的自由基接觸時,將會被氧化分解,使將環境大氣或水中的汙染物降解或礦化。

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