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紫外線光催化反應(yīng)器--廢水處理裝置

紫外線催化反應(yīng)技術(shù)

  光催化氧化法是一種水處理新技術(shù)，是用半導(dǎo)體(通常為Ti02)為催化劑，通過光激發(fā)引起氧化還原反應(yīng)氧化分解廢水中有機(jī)和無機(jī)污染物的方法。光催化反應(yīng)的原理可以用半導(dǎo)體的能帶理論來闡述，空xue能夠同吸附在催化劑粒子表面的一oH或H：O發(fā)生作用生成·oH，·0H通常被認(rèn)為是光催化反應(yīng)體系中的主要活性氧化物種。光催化適用范圍廣、無二次污染、能耗低、成本低，已經(jīng)對光解甲基橙、活性紅、酸性紫紅、酸性嫩黃等染料有機(jī)污染物和Cr：o2-、S0;一、S2_、NO。、NH等無機(jī)污染物的處理進(jìn)行了深入研究。

  采用光催化氧化法處理印染廢水，COD和色度顯著降低。增加光催化劑TiO2的用量，印染廢水的COD去除率和脫色率提高。COD去除率和脫色率隨光照時間的延長而逐漸降低。劉紅等采用多相光催化氧化法處理焦化廠二沉池廢水。

  紫外線光催化氧化裝置、工業(yè)廢水光催化氧化設(shè)備系統(tǒng)。

  1*5*3*3*3*2*9*6*7*8*7

光催化技術(shù)在廢水處理中的具體應(yīng)用

  光催化反應(yīng)時在氧化還原反應(yīng)的基礎(chǔ)形成的，在整個化學(xué)反應(yīng)過程中，納米材料的TO在整個反應(yīng)的體系中起到了非常重要的作用。在此過程中發(fā)生非常復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)：

  利用TiO光電化學(xué)懸浮電池的光生電流響應(yīng)可對此進(jìn)行研究。添加少許 H0，反應(yīng)不及時，使得反應(yīng)不能發(fā)生，沒有光生陽ji電流，僅有光生陰ji電流填加過量的HO，將發(fā)生如下反應(yīng)：

  H，Oz+OH·—+Hs0+H0，

  HO+0H’一 H2O+O

  光催化反應(yīng)器是污水處理廠紫外消毒模塊補(bǔ)充

  紫外消毒主要存在的問題是不具有剩余消毒能力，當(dāng)處理水離開反應(yīng)器之后，一些被紫外線殺傷的微生物在光復(fù)活機(jī)制下會復(fù)活再生，但大劑量的紫外線輻射可避免細(xì)菌光復(fù)活；紫外消毒效果受石英管紫外線穿透率(UVT)影響較大，在紫外消毒系統(tǒng)的管理上應(yīng)特別注意石英套管外壁的清洗工作，以保證較高的紫外線透過率。

  光催化(photocatalyst)主要成分是納米二氧化鈦(TiO2)。TiO2本身無毒無害,已廣泛用于食品、醫(yī)藥、化妝品等各種領(lǐng)域。光觸媒通過光的照射下會產(chǎn)生類似光合作用的光催化反應(yīng)(氧化-還原反應(yīng))，產(chǎn)生出氧化能力極強(qiáng)的自由氫氧基和活性氧，這些產(chǎn)物可殺滅病原微生物和分解有機(jī)污染物。TiO2吸收光能量之后，價帶(valence band)中的電子就會被激發(fā)到導(dǎo)帶(con-duction band)，形成帶負(fù)電的高活性電子e-，同時在價帶上產(chǎn)生帶正電的空穴h+。在電場的作用下，電子與空穴發(fā)生分離，遷移到粒子表面的不同位置。熱力學(xué)理論表明，分布在表面的h+可以將吸附在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體中存在的氧化劑中最強(qiáng)的，，故能高效快速徹底殺滅各種細(xì)菌、病毒，對一般消毒劑有抗性的病原微生物也能徹底分解，并將最終降解為CO2、H2O等無害物質(zhì)。此外,許多有機(jī)物的氧化電位較TiO2的價帶電位更負(fù)一些,能直接為h+所氧化。而TiO2表面高活性的e-則具有很強(qiáng)的還原能力,可以還原去除水體中金屬離子。

  TiO2光催化殺滅微生物機(jī)理主要包括直接反應(yīng)和間接反應(yīng)，直接反應(yīng)是光生電子和空穴直接和細(xì)胞壁、或細(xì)胞的組成成分反應(yīng)，從而殺滅菌類；間接反應(yīng)是光生電子或光生空穴與水或水中的溶氧反應(yīng)，形成·OH、·O-2、H2O2等具有很強(qiáng)氧化能力的活性氧類，這些活性氧類能穿透菌類的細(xì)胞壁，進(jìn)入菌體，阻止成膜物質(zhì)的傳輸,阻斷其呼吸系統(tǒng)和電子傳輸系統(tǒng)，從而有效地殺滅菌類。

  光催化材料固載：鑲嵌于金屬濾網(wǎng)中的納米級光觸媒材料TíO2，在自然光或燈光中的紫外線激發(fā)下，所產(chǎn)生的氫氧自由基能對有機(jī)物質(zhì)和有害氣體進(jìn)行強(qiáng)氧化還原反應(yīng)。當(dāng)細(xì)菌和有機(jī)物隨空氣通過濾網(wǎng)時，金屬濾網(wǎng)獨特的吸附力就把它們捕獲，把空氣中的這些有害物質(zhì)如、苯、氮氧化物、硫氧化物和氨等氧化，并還原成為對人體無害的二氧化碳和水。