湖南造纸

口恶

光催化氧化法在造纸废水处理中的研究进展

孙阿惠柳莹李琛陕西理工学院化学与环境学院陕西汉中（723001）

摘要：光催化氧化法是近年来快速发展起来的一种新型水处理技术，文章系统综述了光催化氧化法在造纸废水处理中
的研究现状和发展趋势，

探讨了该方法在造纸废水处理中的优缺点。并认为光催化氧化法为我国造纸废水的处理提供

了一条新的途径。
关键词：光催化氧化法；

造纸废水

作者简介：孙阿惠，女(1990- )，在读本科生
通讯作者：李琛，男(1980- )，硕士，讲师，主要从事环境工程及污染防治方面的研究。

环保与节能

前言

造纸废水中含有大量的纤维素、木质素、半纤维

素、单糖、无机碱及丹宁、树脂、蛋白质等难降解有机
物，污染物浓度高，同时 COD 含量高，排放量大等特
点。目前，造纸工业废水的常规处理工艺：物理处理
法、化学氧化法、生物处理法、碱回收法及组合工艺。
光催化氧化法是近年来快速发展起来的新型水处理
技术，在一定波长下利用光快速分解有机物，尤其是
将难降解的有机污染物氧化为无污染的无机物的物
理过程。具有适用范围广、对有机物矿化完全、反应速
度快、操作条件稳定、无二次污染等优点，在有机废水
处理中有广阔的应用前景。
1 造纸废水的特点及常规处理技术研究

造纸工业废水主要包括制浆蒸煮废液，通称造纸

黑液；分离黑液后纸浆的洗、选、漂水，也称中段水；抄
纸机上的废水，又称造纸白水等几大类。造纸黑液污
染最为严重，所含的污染物占到了污染排放总量的

90%以上。中段水是黑液提取不完全所剩下的部分，
占总量 10%以内。因此，黑液排放是造纸厂污染的主
要根源。

造纸工业废水常规处理技术有：物理处理法，包

括混凝沉淀、膜过滤、吸附法等；化学氧化法，利用化
学试剂的氧化作用，将废水中的部分溶解性污染物转

化为低毒无毒的物质；生物处理法，利用微生物的新
陈代谢功能，在好氧微生物、厌氧微生物或兼性厌氧
微生物作用下使废水中有机污染物降解并转化为无

污染的无机物；碱回收法，主要用于制浆蒸煮黑液的
治理；组合工艺，将物理与化学法或化学与生物法相
结合。常规的污水处理技术对难降解有机物净化不彻
底、成本高、处理速度慢，处理效果不稳定且易造成二

次污染。

2 光催化氧化法的原理及特点

光催化氧化法是以紫外光、模拟太阳光或自然光

等为光源，在光化学氧化中加入适当的 n 型半导体

(如 TiO

、

ZnO、

CdS、

、

SnO

等)为催化剂。光催化反

应的原理可以用半导体的能带理论来阐述。半导体的
低能价带和高能导带之间存在一个禁带，当受到等于
或大于禁带能量的光照射时，表面价带上的电子就会
被激发到导带上，在导带上产生高活性电子，同时在
价带产生相应的带正电荷的空穴，从而在半导体内部
生成电子—空穴对。在电场作用下或通过扩散的方式
运动，电子空穴对会在半导体体内或表面重新复合，
由于空穴有很强的氧化能力，能够同吸附在催化剂粒
子表面的 - OH 或 H

O 发生作用生成·OH，

·OH 再与

水中有机污染物发生氧化反应并使之矿化，从而使有

机废水得到净化

[1]

。

光催化氧化法的特点是降解速度快；无选择性，

能降解所有有机物，尤其适合于氯代有机物、多环芳
烃等；应用范围广泛，可广泛应用于各类有机污(废)
水；反应成本低，反应条件温和且易于控制，可直接使
用紫外光或太阳光；反应过程无二次污染，有机物可
以被氧化降解为 CO

、

O 及其他无害的无机离子等。

3 光催化氧化法在造纸废水处理中的应用

造纸工业废水中含有大量木质素、纤维素、无机

碱、苯酚、氯代苯酚、邻二苯酚、间二苯酚和卤代烃类
等难降解有机污染物，使废水色度深、碱度大，COD 浓
度高、毒性大。光催化氧化法可以有效降解造纸废水
中的木质素和酚类物质、完全消除毒性，其处理效果
良好、可行性强，同时光催化氧化法对于二

英等有

毒且难被生物降解的有机物也有很好的降解作用

[2]

。