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科技论文在线

2  几种水处理技术简介 

2.1  光催化氧化技术 

2.1.1 光催化氧化技术的优点 

据报道

[5]

，光催化氧化技术是一种新兴的水处理技术。

1972 年，Fujishima  和 Honda

[6]

报道了在光电池中光辐射

 TiO2 可持续发生水的氧化还原反应，标志着光催化氧化水处理

时代的开始。

1976  年, Carey 等

[7]

在光催化降解水中污染物方面进行了开拓性的工作。此后

  ,

光催化氧化技术得到迅速发展。光催化技术具有反应条件温和、能耗低、操作简便、能矿化

绝大多数有机物、可减少二次污染及可以用太阳光作为反应光源等突出优点，在难降解有机

物、水体微污染等处理中具有其他传统水处理工艺所无法比拟的优势，是一种极具发展前途

的水处理技术，对太阳能的利用和环境保护有着重大意义。

 

2.1.2 光催化氧化技术的应用 

在废水处理方面，光催化反应的强氧化性能是其在有机污染控制方面的技术优势所在。

1、含卤衍生物。有机氯化物是水中最主要的一类污染物，毒性大，分布广，其治理是水污
染处理的一个重要课题。光催化过程在处理有机氯化物方面显示出了较好的应用前景

  ,目前

关于这方面的研究已有许多报道

  ,研究认为卤代烃、卤代脂肪酸等均可完全降解  ,氯酚、氯

苯等经过一系列中间产物生成

 CO

2

和

HCl。2、染料废水。印染废水进入水体会造成严重的

环境污染，其中有的还含有苯环、胺基、偶氮基团等致癌物质

[8]

。

3、农药废水。农药废水

中含有机磷农药

  ,三氯苯氧乙酸 ,DDVP,DTHP, DDT,三氮硝基甲烷等  ,毒性大  ,难降解  ,易

生物积累。利用

 TiO2 光催化去除农药虽然不能使所有的污染物最终达到完全矿化  ,但不会

产生毒性更高的中间产物

  ,这是其他方法无法相比的。4、TiO

2

光催化对含油废水、含表面

活性剂的废水、垃圾填埋场渗滤液的处理等均具有良好的效果

  ,关于这方面的研究报道

[9,10]

也很多。除有机物外

  ,许多无机物在 TiO2 表面也具有光化学活性  ,目前的研究较多集中在

含铬废水

[11]

、含氰废水的处理以及对贵金属的回收

[12]

。

 

在饮用水处理方面，光催化降解饮用水中的有机污染物较之降解废水中的有机物其反应

机制并没有本质的差异

 , 所不同的是饮用水中的有机污染物浓度比较低。研究表明 ,TiO

2

光催化对这些微量有机污染物以及消毒副产物的前体物质如腐殖酸、酚类等的去除都有着显

著的效果。如

Bischof 用溶胶—凝胶法研制的 TiO

2

光催化反应装置成功的去除了水中挥发

性有机物

  ,而且可以完全将其矿化成为  H

2

O ,CO

2

[13]

。王福平等

[14]

用合成的具有层状结构的

 

TiO  纤维作为光催化剂  ,在  O

3

/ TiO

2

/ UV 体系处理含有腐殖质的饮用水 ,1 h 后腐殖质去除

率达

 97.1 %。杨亚丽等

[15]

研究了根据二氧化钛光化学反应原理研制的饮水消毒桶对饮用水

中微生物的杀灭效果

 , 结果表明对大肠杆菌和 f2  噬菌体的杀灭率达 100 %。汪恂等

[16]

还比

较了铁掺杂纳米

 TiO

2

膜和纯纳米

 TiO

2

膜的灭菌效果。试验表明

  ,两者均有较强的杀菌能

力

  ,但 Fe

3+

/ TiO

2

膜的杀菌作用优于纯

 TiO

2

  膜  ,对大肠杆菌杀菌率从 87. 4 %提高至 95. 8 

%,对金黄葡萄球菌杀菌率从 79.4 %提高至 88.3 %。此外 ,TiO

2

光催化对水体中的藻类有同

样的灭活作用

  ,而且对藻类所释放出的毒素(如微禳藻毒素)有降解作用

[17]

,这是其他任何一

种灭菌方式所不具有的功能。

 

2.1.3  光催化氧化技术在今后的发展方向 

光催化氧化技术具有高效、节能、清洁无毒等突出优点

  ,是一项具有广泛应用前景的新