摘要：随着全球现代化的发展，导致全球范围内环境问题越来越严重，环境污染越来越严重，进而导致全球的饮用水资源也开始变得紧张起来了。这代表着当前我们要急需解决污水问题，这对保护环境以及提高水资源的重复利用都有比较重要的作用。本文是对现阶段下光催化降解技术应用研究，在工业、染料、制药废水等排量大、污染严重以及危害比较大的污水中光催化降解技术的处理方法。并且在与传统的污水处理方法进行比较之后，得到光催化降解技术的降解效果更好，而且催化的重复利用这一优势，大大降低了污水处理的成本投入，更符合当前的可持续发展观念。
关键词：光催化剂降解；污水；处理
一、污水处理的现状以及光催化剂降解原理
随着全球变暖，在水资源日益缺少的情况下，进行污水处理、回收再利用受到了全世界人民的重点关注，而在现阶段的各类污水中，工业废水、染料废水以及制药废水是危害性比较大且回收处理难度比较高的废水类型[1]。工业废水的化学污染元素浓度比较高，相对来说它的排放量也比较巨大，这就导致工业废水对于周围环境的危害污染也是最大的。而染料废水中所蕴含的有机物污染物比较高，污染物的碱性比较大，这就导致染料废水的毒性强的特点。制药废水则是由于含有高浓度的抗生素等物质，这些物质无法通过传统的处理手段进行降解，在排放后容易对生态环境造成巨大的破坏。
在过去的时间里，一般在针对这三种废水的处理时，所消耗的成本比较高，且处理效果并不好。光催化剂降解技术就是一种专门针对以上这种排放量大、污染比较严重、破坏性比较强的污水处理的新型方法。光催化降解技术的主要处理原理是光催化剂在经过光照之后，吸收了光照的能量，然后再进行电子跃迁，再针对原有的有机污染物进行氧化作用，从而使其得到降解或是矿化。目前应用比较广泛的光催化剂是TiO2以及它的衍生物质。
二、光催化降剂解技术在各类污水中的应用
（一）光催化剂降解技术在工业废水中的应用
一般的工业废水都含有大量的重金属离子以及比较多的有机成分，在以往使用传统污水处理方法对工业废水进行处理的过程中，对于工业废水中的重金属离子的处理效果比较好，然而对工业废水中有机成分的处理效果就比较差。再加上传统的污水处理方法的缺点也比较多，所以效果不是很明显。在针对工业废水的有机成分的处理过程中，传统的污水处理方法主要是使用物理法、化学法以及生物法。
在使用物理法进行有机成分处理的过程中，主要是利用离心以及沉降的方法，把污水中密度较大的污染物处理掉，然而对于密度较小或是能够溶于水的污染物效果不明显。使用化学法进行处理时主要是通过投放絮凝剂。但是在进行处理的时候，需要消耗絮凝剂的量比较大，而且会产生大量的污泥带来二次污染，所以效果也不太好，且成本比较大。然而生物法则是需要比较长的时间，且所使用的微生物容易在处理过程中中毒，也不完全有效。
然而光催化剂降解技术对于工业废水中的有机成分可以进行有效的处理，比如在进行造纸工业所产生的废水时，光催化剂可以在8小时内，将COD的处理效果达到80%，并且将污水中大量的有机物完全降解成二氧化碳和水，从而实现对有机物的彻底降解。而催化剂可以重复使用4次以上，这与传统的有机成分处理方法相比，投入成本低、处理速度快、降解比较彻底以及催化剂容易回收。
在进行光催化剂降解技术对食品行业的工业废水进行处理时，经过研究得知，光催化剂降解技术能够有效的针对工业废水中所存在的氨氮以及COD等污染物进行降解。只用3个小时，就可以处理69.76%的氨氮成分和73.33%的COD成分。而且在此之前的食品工业废水中，海产品的废水一般都是直接排放到海水中。而光催化降解技术的使用也在一定程度上缓解了环境污染的程度。
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在制革业的工业废水的处理过程中，传统的工业废水的处理方法是使用微生物处理方法，对于传统的处理方法来说，光催化剂降解技术的处理方法有几条比较明显的优势，第一：不会产生二次污染然，不会产生污泥之类的污染物；第二：废水中对于微生物有干扰作用的因素，有助于帮助催化剂进行污水处理；第三：污水不用经过预备处理，可以直接使用光催化技术进行污水处理；第四：光催化剂降解技术所使用的时间更短。所以光催化剂降解技术可以提高皮革废水的处理效果，降低投入成本。
（二）、光催化剂降解技术在染料废水过程中的应用
一般染料废水的成分比较复杂，而且有较高的色度，一些特殊的染料废水还具有刺激性的气味，会影响到人们的正常生活。传统的染料废水处理方法主要是利用化学方法，通过调整pH值以及加入絮凝剂来使污染物凝结沉淀，但同样对于絮凝剂的需求比较大，投入成本比较高。
在针对印染二级废水的降解处理中，使用含有活性炭负载Fe离子掺杂的光催化剂进行降解处理，可以去除70.31%的COD，而且催化剂可以重复使用6次，催化剂的催化活性仍会保持在60%以上，对于解决印染废水有着足够的好处。在使用光催化剂对染料亚甲基蓝进行降解的过程中，在50分钟内就可以对亚甲基蓝实现完全的降解。催化剂再重复使用4次，处理效果仍在90.2%以上。
在针对含有活性红K-2BP的染料废水的降解处理中，光催化剂可以将70%的COD去除，使废水的生化性能够得到提高。在进行红玫瑰染料废水的降解处理过程中，含氮的纳米管催化剂的降解程度可以达到98%。
（三）光催化剂降解技术在制药废水中的应用
从对生态环境破坏的角度上讲，制药废水的破坏性是最高的。虽然制药废水的排放量相对较少，但是由于制药废水中含有多种抗生素药物成分、微生物以及卤素等复杂成分，很容易对生态环境中的生物引发细胞病变，对整个生态系统产生破坏。所以传统的处理方法不能对其进行全面的有效处理。
在进行制药废水中的异噻唑啉酮成分降解处理时，催化剂在模拟自然光的条件下，只需4个小时，就使得异噻唑啉酮的处理率达到了97%，而且在处理异噻唑啉酮的过程中，还可以完全的将卤素脱离。
在光催化剂降解技术对头孢曲松钠进行降解过程中，在紫外线的照射下，5个小时之后，对头孢曲松钠的降解率达到93.4%，而在模拟日光的条件下，5个小时后的降解率也能够达到70%。相对于传统的降解方法来说，光催化剂降解技术对于能源的消耗要求有了明显的降低。同时在进行光催化剂降解过程中，由于无机盐离子会影响到光催化剂的活性。所以在进行降解处理的过程中，要注意去除无机盐离子[2]。在光催化剂降解技术对制药废水的处理过程中，以絮凝法为预处理或是后处理，可以提高制药废水的处理效果。
三、小结
光催化剂降解技术是关于排放量大、污染严重、危害比较大的工业废水、染料废水以及制药废水的处理方法的一次升级，为处理水污染提供了新的思路。与传统的污水处理方法相比较，光催化剂降解技术的处理效果更好，而且所投入的成本也比较低。
光催化剂降解技术还充分的体现了绿色化学这一理念，高效的处理各类型的工业废水，能够提高水资源的重复利用，在一定程度上缓解了当前水资源短缺的紧张局面。而光催化剂降解技术低成本的优点为自身的推广应用，也有着极大的帮助。
参考文献：
[1]唐清文，安晓强，兰华春，等.基于缺陷重构的类芬顿光催化剂在降解染料废水中的应用[J/OL].环境科学，2019（07）：1-10.
[2]贺艺，刘华林，江海鑫，等.基于污水源分离的分散式处理系统应用探讨[J/OL].水处理技术，2019（02）：1-6.
论文作者:陈家伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：催化剂论文; 废水论文; 工业废水论文; 技术论文; 染料论文; 方法论文; 污水处理论文; 《基层建设》2019年第7期论文;