文献综述
多年来,我国废水排放量居高不下,尤其是工业废水排放量,其导致的环境污染问题也日益增多。其中,难降解工业废水是导致环境污染的主要原因之一,它的特点是成分复杂,pH变化范围大,水质水量波动大,COD 和有毒物质含量高[1]。目前,传统的废水处理方法有:物化法、化学法、物理吸附法、生化法、电化学法等,但是对难降解的染料废水处理难度很大,已经满足不了越来越高的环保和工艺要求。近年来,电催化氧化技术作为一种新发展的高级氧化技术,逐渐发展成一种颇有发展前景并已在生物难降解废水处理中得到应用的方法。它是通过阳极反应直接降解有机物,或通过阳极反应产生羟基自由基(HO·)、臭氧一类的氧化剂降解有机物[2-3],这种降解途径使有机物分解更加彻底,不易产生毒害中间产物[4],处理效率高,操作简单,环境友好,设备简单。 早在20世纪三四十年代就有国外学者提出利用电解法处理废水,但因电力缺乏、能耗较高及受电化学理论的局限,该方法曾一度发展缓慢。然而到了六七十年代,电力工业迅速发展,电化学方法重新获得环保工作者们的重视,并进行了大量的基础研究工作:随着电化学理论研究的不断深入,证实了许多有机化合物的氧化还原反应、加成反应或分解反应,都可在电极上进行,这为通过电催化氧化方法降解有机污染物提供了理论依据[5-6]。 光催化氧化技术是一种新兴的水处理技术。Fu-jishima和Honda[7]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。Carey等[8]在光催化降解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[9-10]。 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型水污染处理技术。然而作为近30年发展起来的新的研究领域,光催化降解现在还基本上停留在实验室水平,实际应用很少。因此无论是在光催化机理的研究方面,还是在工业实际应用中都需要进一步的深入研究,未来的研究将集中于以下几方面:(1)制备高效的催化剂。通过在催化剂表面担载惰性金属或利用掺杂其它物质改变催化剂晶型结构的方法,降低能带宽度,使其能被长波长光激发,提高对太阳光的利用率。(2)寻找合适的载体和固定化方法,制备负载型催化剂进行光催化剂薄膜的改性研究以提高它的催化活性效率,研制开发高效、多功能、集成式实用的光反应器。(3)在基础理论研究方面,将着重探讨固液界面或固气界面的光催化氧化机理,沉积金属或掺杂金属离子的作用机理,光生电子的移动和再结合规律,有机物的结构与反应活性的关系等[11-12]。
近年来,高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes AOPs)尤其是光催化氧化和电催化氧化技术越来越受到人们的重视,成为有毒有害有机污染物处理新技术研究的热点之一。光催化氧化、电催化氧化技术既有其特定的优点,但也有自身的缺陷。本课题通过构建新型固定床催化反应器,将光、电催化优点结合起来,探讨研究这种固定床催化反应器催化氧化有机污染物的工艺技术,实现较好的光电协同效应,从而取得更好的对有机废水的降解效果。
参考文献:
[1]吴晴,刘金泉,王凯,等.高级氧化技术在难降解工业废水中的研究进展[J].水处理技术,2015(11):25-29.
[2]宋曰海,魏刚,熊蓉春.废水处理用催化电极的研究与应用[J].水处理技术,2006,32(12):4-9.
[3]宋曰海,魏刚,熊蓉春.废水处理用催化电极的研究与应用[J].水处理技术,2006,32(12):4-9.
