賴(lài)聯(lián)興 ，張靜
中國(guó)是世界貧水國(guó)家之一，多年來(lái)快速的工業(yè)化過(guò)程給人 們生活帶來(lái)便利的同時(shí)，工業(yè)廢渣、廢氣、廢液的排放也使原 本缺乏的水資源也受到空前污染。因而，對(duì)各種工業(yè)污水的回 收利用也日益重要，特別是采用有效的工藝對(duì)廢水的凈化處理 逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，常用的廢水處理方法主要有物理化學(xué)法及生化處 理，各自均存在一定的局限性。但相比而言，各種生化法工藝 在實(shí)際的污水處理中得到廣泛應(yīng)用，尤其是對(duì)有機(jī)污染物的去 除，是目前經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益較好的一種方法。該方法具有高效 率、低成本等優(yōu)勢(shì)。但生化法對(duì)污水的可生化性指標(biāo)要求較高， 對(duì)毒性大、難生物降解、成分復(fù)雜的有機(jī)污染廢水，生化法就 顯得無(wú)能為力。由于印染業(yè)的發(fā)展及農(nóng)藥的普遍使用，這類(lèi)廢水的比例仍然在不同程度的增加。因此，探索更為先進(jìn)而有效 的廢水處理工藝迫在眉睫。光催化是一種高級(jí)氧化技術(shù)，其原理是光催化劑如二氧化 鈦(TiO2)在紫外光的作用下，產(chǎn)生空穴和電子，并進(jìn)一步通過(guò) 化學(xué)作用產(chǎn)生具有高活性的各種自由基等一些高活性基團(tuán)，參 與氧化還原反應(yīng)降解污染物[1]。這種技術(shù)對(duì)有機(jī)物具有很強(qiáng)的 礦化能力，從而使有毒的有機(jī)物、重金屬離子完全礦化成無(wú)機(jī) 物或轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的產(chǎn)物。同時(shí)，TiO2是種環(huán)境友好材料， 安全無(wú)毒，化學(xué)穩(wěn)定性好[2-3]。目前，TiO2光催化技術(shù)在環(huán)境 保護(hù)中的應(yīng)用已有相關(guān)報(bào)道。然而，光催化速率較慢，光子產(chǎn) 生效率低；需要長(zhǎng)時(shí)間的光照，這會(huì)消耗大量的電能，增加運(yùn) 營(yíng)資本。這些均給TiO2光催化技術(shù)的廣泛應(yīng)用帶來(lái)很大的障 礙。為了解決這種技術(shù)難題，人們嘗試將光催化氧化與其他技 術(shù)相結(jié)合，形成耦合工藝。其中，生化-光催化耦合工藝受到 重視，這種耦合工藝處理技術(shù)充分結(jié)合生化處理與光催化技術(shù) 的優(yōu)點(diǎn)，提高了污染物的去除效率，也保證了工藝的經(jīng)濟(jì)性。 同時(shí)，這種耦合工藝較為靈活，光催化工藝可根據(jù)廢水的性質(zhì)， 可作為生化處理
1光催化-生化法在各行業(yè)廢水處理中的應(yīng)用 研究1.1印染廢水印染企業(yè)是工業(yè)廢水的重要來(lái)源，其廢水的COD濃度很 高，色度高，成分通常含難生物降解有毒物質(zhì)，如芳香族鹵化 物、芳香族硝基化合物、聯(lián)苯等，且水質(zhì)變化大，較難處理。 廢水中的萘系、蒽系及酚類(lèi)偶氮染料對(duì)環(huán)境影響極大,可生物 積累,具有“三致”效應(yīng)[5]。單一的生化工藝對(duì)COD和色度的 去除效率較低。近幾年的研究表明[2,4]，光催化技術(shù)中的羥基 自由基的強(qiáng)氧化能力，能氧化破壞一系列有機(jī)污染物，包括難 降解有機(jī)物，增加廢水的可生化性。因此，光催化-生化耦合 工藝能夠解決單一處理工藝的不足，極大的提高了COD和色 度的去除率。Li等[5-6]采用間歇排放延時(shí)曝氣生物反應(yīng)器與TiO2光催化 反應(yīng)器組成聯(lián)合系統(tǒng)處理合成的染料廢水，其COD值高達(dá) 3000 mg/L。先采用生化工藝降解了廢水中的易生物降解的有 機(jī)染料后，再利用光催化技術(shù)將廢水中難生物降解的物質(zhì)徹底 去除。廢水經(jīng)該生化-光催化耦合工藝處理后，COD、BOD的 去除率達(dá)95%以上。同時(shí)表明，該系統(tǒng)具有很高的抗沖擊負(fù) 荷及處理高濃度印染廢水的能力。
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