紫外线光催化反应器--废水处理装置

紫外线催化反应技术

  光催化氧化法是一种水处理新技术，是用半导体(通常为Ti02)为催化剂，通过光激发引起氧化还原反应氧化分解废水中有机和无机污染物的方法。光催化反应的原理可以用半导体的能带理论来阐述，空xue能够同吸附在催化剂粒子表面的一oH或H：O发生作用生成·oH，·0H通常被认为是光催化反应体系中的主要活性氧化物种。光催化适用范围广、无二次污染、能耗低、成本低，已经对光解甲基橙、活性红、酸性紫红、酸性嫩黄等染料有机污染物和Cr：o2-、S0;一、S2_、NO。、NH等无机污染物的处理进行了深入研究。

  采用光催化氧化法处理印染废水，COD和色度显著降低。增加光催化剂TiO2的用量，印染废水的COD去除率和脱色率提高。COD去除率和脱色率随光照时间的延长而逐渐降低。刘红等采用多相光催化氧化法处理焦化厂二沉池废水。

  紫外线光催化氧化装置、工业废水光催化氧化设备系统。

  1*5*3*3*3*2*9*6*7*8*7

光催化技术在废水处理中的具体应用

  光催化反应时在氧化还原反应的基础形成的，在整个化学反应过程中，纳米材料的TO在整个反应的体系中起到了非常重要的作用。在此过程中发生非常复杂化学反应：

  利用TiO光电化学悬浮电池的光生电流响应可对此进行研究。添加少许 H0，反应不及时，使得反应不能发生，没有光生阳ji电流，仅有光生阴ji电流填加过量的HO，将发生如下反应：

  H，Oz+OH·—+Hs0+H0，

  HO+0H’一 H2O+O

  光催化反应器是污水处理厂紫外消毒模块补充

  紫外消毒主要存在的问题是不具有剩余消毒能力，当处理水离开反应器之后，一些被紫外线杀伤的微生物在光复活机制下会复活再生，但大剂量的紫外线辐射可避免细菌光复活；紫外消毒效果受石英管紫外线穿透率(UVT)影响较大，在紫外消毒系统的管理上应特别注意石英套管外壁的清洗工作，以保证较高的紫外线透过率。

  光催化(photocatalyst)主要成分是纳米二氧化钛(TiO2)。TiO2本身无毒无害,已广泛用于食品、医药、化妆品等各种领域。光触媒通过光的照射下会产生类似光合作用的光催化反应(氧化-还原反应)，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，这些产物可杀灭病原微生物和分解有机污染物。TiO2吸收光能量之后，价带(valence band)中的电子就会被激发到导带(con-duction band)，形成带负电的高活性电子e-，同时在价带上产生带正电的空穴h+。在电场的作用下，电子与空穴发生分离，迁移到粒子表面的不同位置。热力学理论表明，分布在表面的h+可以将吸附在TiO2表面OH-和H2O分子氧化成OH自由基，而OH自由基的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的，，故能高效快速彻底杀灭各种细菌、病毒，对一般消毒剂有抗性的病原微生物也能彻底分解，并将最终降解为CO2、H2O等无害物质。此外,许多有机物的氧化电位较TiO2的价带电位更负一些,能直接为h+所氧化。而TiO2表面高活性的e-则具有很强的还原能力,可以还原去除水体中金属离子。

  TiO2光催化杀灭微生物机理主要包括直接反应和间接反应，直接反应是光生电子和空穴直接和细胞壁、或细胞的组成成分反应，从而杀灭菌类；间接反应是光生电子或光生空穴与水或水中的溶氧反应，形成·OH、·O-2、H2O2等具有很强氧化能力的活性氧类，这些活性氧类能穿透菌类的细胞壁，进入菌体，阻止成膜物质的传输,阻断其呼吸系统和电子传输系统，从而有效地杀灭菌类。

  光催化材料固载：镶嵌于金属滤网中的纳米级光触媒材料TíO2，在自然光或灯光中的紫外线激发下，所产生的氢氧自由基能对有机物质和有害气体进行强氧化还原反应。当细菌和有机物随空气通过滤网时，金属滤网独特的吸附力就把它们捕获，把空气中的这些有害物质如、苯、氮氧化物、硫氧化物和氨等氧化，并还原成为对人体无害的二氧化碳和水。