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摘要：污水处理技术探索是当前亟待解决的技术难题，在改善全球性水资源短缺方面具有重要意义。以光催化降解作为污水处理关键技术，对工业废水以及相关污水处理方面都具有进步意义。光催化降解区别于传统污水处理，属于技术创新的一种重要形式，能够极大程度降低成本，提高绿色化学水平。
关键词：光催化降解；污水；循环技术
世界范围内都出现水资源短缺的情况，因此，技术研究领域逐渐开始关注到污水净化、回收利用。目前污水类型具体包括工业废水、染料废水以及制药废水类型。工业废水作为其中一种，具有排放量大、危害性强的特点；染料废水则含有大量的污染物与毒性；制药废水则会产生无法降解的抗生素，会对生态系统造成负面影响。对此三种类型废水在降解处理办法方面均各具特点，为此，本研究主要分析当前阶段应用性最好的处理办法。
1 工业废水处理对光催化剂降解的应用
采用传统技术处理，可以更好降解污水之中金属离子。但是因为工业废水之中除了含有金属离子，还具有大量有机物，传统技术处理无法降解有机物，因此，在分解效果上大打折扣。传统处理方法包括三种类型，分别是物理法、化学法以及生物法。
如化学法中通常会采取投放絮凝剂的方式进行处理，此类方法会消耗大量药物，且会导致污泥的大量淤积，效果不理想可能会造成二次污染。生物法效果好但是耗时长，且生物培养消耗的成本也较高，采取光催化降解技术方法则相对更加理想。
石中亮等人在研究中提出，可以使用沸石负载TiO2的光催化剂对工业废水完成降解，尤其是对造纸行业。
Ph=4的条件下，则可以在8小时时间范围内完成对COD的有效去除。此时，污水之中产生的有机物将会均被转化为CO2、H2O，完成对有机类污染物的充分降解。且催化剂能够进行重复使用，最多达到4次，且每次在降解效果方面均不会产生差别。与传统方法之间进行比较，光催化剂降解处理所产生的能耗消耗量更少，工作效率相对较高，降解效果更加彻底，且催化剂可以重复使用。
孙根行提出可以通过借助纳米TiO2对工业废水进行降解处理，此方法相对传统类型处理方法，尤其是指微生物法具有更加显著的优势：第一，处理完成并不会产生污泥；第二，废水之中具有的微生物并不会对光催化剂产生效果上的影响；第三，并不需要对污水采取相关环节的预处理；最后，此方法具有效率相对较高，无毒无害效果。可见，借助此方法进行降解处理，能够较大程度提升工作效率，且能够降低成本。
徐晓提出可以使用纳米TiO2作为光催化剂针对食品生产废水实施降解处理。经过实验研究发现，使用纳米TiO2的降解处理中，当ph=9、紫外线光照超过3h氨氮以及COD降解率能够分别达到70%、73%。现阶段，我国对海产品的加工废水通常仅进行简单过滤，便直接排入海洋，光催化降解则能够对这种情况进行很大程度的改善。
周建敏提出可以利用Yb-La/TiO2的光催化剂方式在紫外线条件下完成污水的jangjie处理，主要是指炼油废水的处理。当催化剂用量达到4.0g/L，体系ph=5的情况下，紫外线光照时间为3h，炼油废水COD去除率超过90.9。相对传统方法实际效率更高，且出水水质也相对更加稳定，并不会形成污泥，可以有效降低能耗。
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2 染料废水技术处理
染料废水这种成分相对比较复杂，具有高水平色度，甚至可能会伴随具有刺激性气味，属于日常生活中对人们影响较大的污水类型。
常见对染料废水进行处理的办法为化学混凝法，也就是指通过投絮凝剂方式将污染物进行沉淀。但是此类方法的成本相对较高，光催化降解方法则可以较好的改善这种情况。
周杰就提出可以通过制备活性炭负载Fe离子结合TiO2的光催化剂方式对染料废水完成降解处理。经过研究表明，在降解效果方面能够达到70%以上，重复6次之后，催化活性也能够达到64%左右，属于相对较好的办法。
孙一飞则提出可以使用活性纤维联合TiO2光催化剂方式进行处理，主要可以对亚甲基蓝进行降解。实验结果显示，仅需50分钟就能够对此类污染物进行完全降解处理。且重复使用次数为4次，重复使用效果始终能够保持在90%以上。
董振海提出可以使用纳米TiO2降解含有活性红K-2BP染料，在弱酸碱性条件下，此类光催化剂可以对COD降解的有效率达到70%。
另外，张振江则提出可使用氮结合TiO2的方式，在模拟太阳光条件下，对玫瑰红染料废水完成降解，数据显示，此类催化剂的降解效果能够达到98%，且不会产生任何新污染。
3制药废水处理
制药废水尤其对人类生态环境会造成严重污染。尽管在排放量上低于其他类型，但是危害性却更大，严重的甚至可能会造成癌变。制药废水之中具有大量有机物成分且比较复杂，其中包括抗生素肥料、微生物等。采用光催化剂方式进行降解可以提高处理效果。
熊智信提出，可以通过锐钛型TiO2光催化剂的方式对异噻唑啉酮污染物进行降解，且能够完成脱卤素的问题。在经过降解之后，CI元素能够充分被释放进入溶液。
朱雷提出可以通过制备Eu结合ZnO光催化剂的方式对制药废水进行降解处理，护具结果显示，实际制药废水产生的脱色率能够超过40%，COD去除效果达到58%。在降解效果方面比较明显。
郭嘉等将TiO2应用在对头孢曲松钠方面的技术处理当中，主要是在紫外线下进行5h照射，此时降解率超过94%。模拟日光条件下降解率水平也能够维持在74%。属于当前阶段一种应用性相对交广的降解方式。
另外，张明明则提出可以通过絮凝法作为预处理技术，并通过利用纳米TiO2的方式在太阳光以及紫外线条件下对污水进行降解处理，与生物活性污泥法之间相结合更加可以令COD处理效果提升到99%左右。
结语：综上所述，光催化降解处理可以对具有大排量、毒性强、危害重的废水提供全新解决思路，此方法在降解效果及其他方面均表现出巨大优势。循环使用也是绿色化学应用的核心思想，实践中能够极大程度改善经济性。当然，现阶段的光催化降解仍存在局限性，如降解程度有限，无法彻底将有机物进行矿化，因此，还是会在一定程度上导致污染的发生；缺少合适的光源，因为光催化剂需要利用紫外线光源，为此，是否能够具备可用光源也是未来需研究的方向，另外还需要加强对催化剂中毒问题的研究等。希望通过本研究能够对未来相关技术发展提供借鉴和帮助。
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论文作者:刘可乐
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/9
标签：废水论文; 催化剂论文; 效果论文; 光催化论文; 污水论文; 工业废水论文; 污水处理论文; 《防护工程》2019年第2期论文;