2012 年第 1 期

口恶

3.1 光催化氧化法处理造纸黑液

造纸黑液中含有大量的碱木素、半纤维素和纤维

素的分解物等有机物，还含有各种钠盐、色素、戊糖
类、残碱及其他溶出物，COD、BOD、SS、浊度和色度都
很大。

光催化氧化法可以将卤代脂肪烃、卤代芳烃、硝

基芳烃、有机酸及偶氮化合物等有机物氧化成为无机
物，在造纸黑液的处理方面有良好的应用前景。朱亦
仁等

[3]

研究了以纳米 Fe

2

O

3

/Fe

3

O

4

为催化剂，用光催化

氧化法处理造纸废水，结果表明，该催化剂可快速并

有效地降低废水中的 CODcr，在最佳反应条件下，废
水 的 CODcr 从 800mg/L 降 到 48mg/L， 去 除 率 达 到
94%。

另有研究表明，

利用 XRD、SEM 对光催化颗粒材

料进行结构表征，并通过絮凝—颗粒材料光催化氧化
法对造纸废水进行处理，研究表明：当硫酸铝投加量
为 8g/L，pH 值 6.5~8.5，颗粒材料用量 0.12g/ mL，流经

2 个反应柱，

光照共 4h 后，COD 去除率和脱色率均可

达 90 %以上，处理后的水符合排放标准

[4]

。

光催化氧化法处理造纸黑液受一些因素的影响，

如催化剂性质及用量、pH 值、光源强度、光照时间、外
加氧化剂及用量等。徐会颖等

[5]

以钛酸四丁酯(TBT)为

钛源，三嵌段共聚物为模板剂，溶胶—凝胶法合成了
不同 Ni

2+

掺杂量的介孔 TiO

2

。试验结果表明，

适量的

Ni

2+

掺杂能显著提高介孔 TiO

2

对造纸废水 CODcr 和

色度的去除率；以 Ni

2+

/TiO

2

为催化剂光催化降解造纸

废水在通氧，pH=4，催化剂的用量 1.5g/L，光照 4h 后，
废水色度去除率达 100%；光照反应 12h 后，体系中的
CODcr 的去除率达到 83.4%。又有研究表明，用絮
凝—纳米 TiO

2

光催化氧化法处理造纸废水，探讨了常

温下，混凝过程中硫酸铝的投加量和废水 pH 值以及
纳米光催化氧化过程中纳米 TiO

2

投加量、H

2

O

2

用量

和光照时间等因素对造纸废水中 COD 去除率的影
响

[6]

。

该法在处理造纸黑液时，具有反应条件温和、氧

化能力强等特点。但仍存在一些不足之处，因造纸黑
液色度大且存在较多的悬浮物，不利于光线的透过，
导致光源利用率较低，催化效果低。最好设置预处理
单元先去除部分不溶物以提高处理效果，并且今后应

致力于提高光源利用率及提高催化效果方面的研究。
3.2 光催化氧化法处理中段水

中段水使黑液分离后纸浆的洗、选、漂水，洗浆废

水主要污染物与造纸黑液相似但浓度要低得多，却比

生活污水浓度高，可生化性较差，有机物难以生物降

解且处理难度大，少量的清洗水呈棕黑色。漂白废水
因其使用不同的漂白剂，如氯气、次氯酸盐、二氧化氯
和烧碱等，

还含有毒性极强的致癌物质二

英。其中，

漂白过程中产生的含氯废水对环境污染较为严重。

光催化氧化法处理洗浆废水与造纸黑液相似，处

理漂白废水主要是降解有机氯化物和脱色，同时对二

英等有毒且难被生物降解的有机物也有很好的降

解作用。Aura 等

[7]

以紫外光为光源，用改性的 TiO

2

(TiO

2

/RuxSey)作催化剂，对生物处理过的漂白废水进

行了深度处理。结果表明，光照 20min 后，色度、COD、
氯苯酚的去除率分别为 60%，85%和 99%。再如王海
亮等

[8]

在 TiO

2

投加量为 1.0 g/L，pH 值为 4，连续通气

的条件下光催化氧化处理传统 CEH 三段漂白废水。

4h 后，

水样 CODcr 去除率可达 84.8%，出水水质达到

排放标准。

光催化氧化法除了单相外，还有多相光催化氧化

法，其氧化作用无选择性，可使大多数有机污染物光
催化氧化降解。研究表明将 TiO

2

和 ZnO 固定在玻

璃上，对漂白废水进行了光催化氯化处理，经过 120

min 处理后，

废水的色度可完全去除，总酚含量减少了

85%，

TOC 减少了 50%，处理后残留有机物的急性毒

性和 AOX 比处理前大为减少，高分子化合物几乎全
部降解

[9]

。陈晓慧等

[10]

利用溶胶—凝胶法制备了不同

比率的 CdS 掺杂 TiO

2

复合纳米颗粒催化剂，并用其

进行了紫外光、日光灯和太阳光全波长光催化去除水
中氨氮和其它形式无机氮的对比实验研究。实验结果
表明，对于氨氮初始质量浓度为 50mg/L 的模拟废水，
在 通 空 气 搅 拌 条 件 下 ，n(CdS)：n(TiO

2

)=0.17 的

CdS/TiO

2

催化剂脱氮效果最佳，此时经紫外光照 2h

后脱除氨氮效率达 41.5%。

光催化氧化法处理中段水具有适用范围广，反应

成本低，处理效果好等优点。但目前光催化氧化法采
用的多为悬浮相体系，催化剂粉末颗粒细小，导致回
收困难，易造成资源的浪费。今后的研究应集中在对
光催化剂有效比表面积的增大、提高其催化活性、催
化剂的回收和催化剂失活与再生等方面。
3.3 光催化氧化法处理造纸白水

造纸白水是纸在抄造过程中产生的，含有大量悬

浮固形物如细纤维、填料和胶料等，还有可溶解的有
机 污 染 物 ， 可 生 化 性 差 ， 水 量 较 大 ，CODcr 一 般
500~800mg/L，

BOD

5

为 200~350mg/L。

光催化氧化法具有很强的氧化能力，可将造纸白

水中有机物完全氧化降解，达到安全排放的要求。韩

环保与节能

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