摘 要：难降解有机废水的处理一直是水处理领域的一个难题，光催化氧化技术是一种新型的污水处理技术。其中的非均相催化氧化能对污水中的难降解有机物进行氧化降解。本文讨论了非均相催化氧化技术在有机废水以及无机废水处理当中的应用，对总结了其目前存在的问题以及未来的发展趋势。

关键词：难降解有机物；非均相光催化氧化技术；应用

1.前言

光降解过程一般是指，污水中的有机物杂质在光照的作用条件下，难降解的有机遇能够被逐渐降解为低分子量的物质的过程。一般而言，光化学催化氧化技术通常可以分为：均相催化以及非均相催化氧化两种类型。本文主要对非均相催化氧化技术进行讨论。非均相催化氧化技术的运行条件温和，与传统的水处理方法相比较，具有运行管理操作简单，并且可以将大多数的有机污染物质给氧化并降解成为二氧化碳以及水。常用的光催化氧化剂例如二氧化钛等半导体光催化剂，其性质比价稳定，价格比较低廉，并且无毒无害。由于非均相催化氧化技术的明显优势，使得该技术在处理水中的微量有机污染物以及难降解有机物方面的应用具有显著效果。经过改性技术所处理的光催化氧化剂能够十分良好的提高利用太阳光来进行水处理的处理效率，不仅能够提升废水处理的效果，还很好的贯彻了可持续发展的理念。但是由于光催化反应器的设备的建设成本仍然处于比较高的水平，因此，目前光催化氧化技术仍然没有在水处理领域得到十分广泛的应用。更多的情况下，光催化氧化技术用来处理一些含有有机磷化合物、含油氯仿、以及含有多氯联苯和多环芳烃的工业染料废水。查阅资料可知，有大量的研究成果显示，光催化氧化技术在农药废水和染料废水、氰化物废水以及含有表面活性剂的废水、制药废水和芳香族废水以及含油废水的处理当中，都表现出十分良好的处理效果。

2.简述光催化氧化在有机/无机废水处理中的应用

在染料废水处理中的应用。众所周知，印染行业在我国是属于高污染并且高能耗的一种行业领域。我国的染料产量占据世界上总染料产量的百分之六十左右，据有关数据显示，在我国，没生产一吨的染料，平均下来就要排放出七百立方米左右的染料废水。这个数量是惊人的，对我国水环境的污染相当严重。在染料废水当中，由于苯系类化合物以及萘系类化合物等都是生产染料的一些最基本的原料，因此在排放出的染料废水当中，含有大量的卤化物、金属离子以及盐类和硫化物等等，同时还含有较高的色度以及一些三致物质等难降解的有毒有害物质，是一种十分难降解的有机废水。但是，半导体催化氧化技术在印染废水处理当中的应用，常常能够取得比较理想的效果。光催化氧化技术在处理印染废水的时候，能够使具有共轭结构的染料分子发生变化，因此该技术在处理是表现为能够显著降低废水的色度，能够完全氧化染料分子，改变其难降解的有机结构，在宏观上表现为废水中的总有机碳的降低以及水中无机离子的生成。因此，目前光催化氧化技术的研究在印染废水方面的处理也是比较活跃。

在含油废水处理中的应用。在石油开采的过程当中，往往会伴随着大量的飞起石油类物质的排放，因此，石油的开采和运输行业会对我国的水体环境造成严重的负面影响以及危害。含油廢水当中主要含油一些多环芳烃以及脂肪酸、酚类和有机酸类等等物质，这些物质都属于难降解有机物。因此，对于难降解有机物采用光催化氧化技术处理是一种不错的方式。油类的密度比水小，因此能够在水面上呈现漂浮的状态，所以常用的光催化氧化剂如二氧化钛等的密度都比水大，因此要想达到处理含油废水的效果，就要利用一种密度比水小，同时又能够被二氧化钛吸附而不会被二氧化钛给光催化降解的物质，作为一种中间载体，进行对含油废水的催化氧化降解处理。目前研究出的可行的方法有：利用环氧树脂胶合剂将二氧化钛的粉末粘附于比较轻盈的木屑上面，或者是将硅偶联剂将纳米级的二氧化钛偶联在质量较轻的硅铝空心微球上面，在或者是利用浸涂-热处理方法，将二氧化钛薄膜适当的涂抹在空心的玻璃球载体上面等等多种方式，来实现利用光催化氧化技术对含油废水的处理。

众所周知，无机废水的主要成分是酸碱盐等等无机物质，这些普通的无机物质在许多光催化氧化剂的表面也具有光化学活性。据相关研究表明，采用悬浮的二氧化钛粉末能够在光照处理的条件下将重铬酸跟离子还原为镉离子。二氧化钛光催化剂具有强烈的氧化还原能力，能够比较彻底的将污水中的汞、铬、铅以及多种氧化物等降解为无机物。

3.非均相光催化氧化技术存在的问题以及发展趋势

非均相光催化氧化技术目前仍是一种新型的水处理技术，光催化氧化反应理论上只需要通过光源的辐射以及催化剂的催化和空气这些原料，因此在原料的获取上比较简单易行，是一项比较有前景的污水处理新技术。目前存在的问题主要是光辐射激发所产生的光致空穴以及光致电子的状态都是不稳定的，因此比较容易进一步发生多种反应，这些副反应会极大的影响光催化氧化的效率。因此寻找某种合适的方法来降低空穴电子对复合反应的发生，是推广光催化氧化技术应用的重点之一。

其次，纳米二氧化钛作为目前主要被应用的光催化氧化剂，其禁带宽度比较大，当采用太阳光作为光源进行照射的时候，对太阳辐射能量的利用率很低，仅仅只能利用辐射光能的百分之五左右，当采用人工光源进行照射的时候，例如紫外灯光或者是汞灯，这样虽然能够大大提高对光能的利用率，但是光源的发生对电能的消耗就会变得比之前增加数倍，在经济上也是不合理的。因此，这也是限制光催化氧化技术在污水处理领域得到广泛应用的瓶颈之一。为了提高光催化氧化反应的效率，就要增加催化氧化剂的表面积，因此，通常将光催化剂物质的颗粒制作成比较小的形态，甚至要求达到纳米级别。那么，对于外形如此细小的颗粒如果不能采用科学合理的方式进行固定，就会很容易随着被处理的污水废水而流失掉。这种材料的流失不仅仅会造成巨大的浪费，也会大大削减对废水的处理效果。尽管光催化氧化技术在对难降解的有机物进行氧化降解时取得了比较理想的成果，但是在许多工程实践的情况当中，如果仅仅依赖于光催化氧化这种单一的难降解有机物的去除技术很难达到预期的效果。

综上所示，光催化氧化技术在原理上能够应用于难降解有机废水的处理，并且能够达到很好的有机物、色度以及有毒有害物质的去除效果。但是由于在实际工程应用当中还存在着许多问题，对于光催化氧化技术的研究工作仍要继续进行，寻找解决制约其广泛应用的问题的科学措施，进一步减少成本，提高水处理效果，未来的发展前景十分广泛。

参考文献：

[1] 宫福强，刘志斌，黄宝龙.微波法处理高浓度有机废水可行性实验[J]. 辽宁工程技术大学学报，2005，24（增刊）：247-249.

[2] 刘玥，彭赵旭，闫怡新，等.水处理高级氧化技术及工程应用[M]. 郑州大学出版社，2018，08：89-133.

作者简介：

刘淇（1997.12.03-）男，汉族，辽宁省法库县，身份证号152104199712030619，本科生，研究方向：给排水科学与工程