污水處理光催化氧化紫外線消毒器的應用前景

紫外線消毒器是新興的水消毒殺菌設備，目前飲用水紫外線消毒器和污水紫外線消毒器已經廣泛應用在各種飲用水和污水處理中，近年來一種利用紫外線光催化技術衍生的光氧催化紫外線消毒器開始應用于污水處理中。

紫外光催化氧化污水紫外線消毒器，它含有紫外燈管、進水通道、出水通道、紫外處理室、網狀板、防水燈座和二氧化鈦涂層；進水通道、紫外處理室、出水通道依次連接；網狀板位于進水通道與紫外處理室之間，其上設置有通孔；網狀板朝向紫外處理室的一面上安裝有防水燈座，紫外燈管安裝在防水燈座上；二氧化鈦涂層位于進水通道、出水通道、紫外處理室、網狀板的內表面的表層。此外，紫外燈管分縱向2排安裝在網狀板上；2排紫外燈管之間設置有隔板；隔板表層涂有二氧化鈦涂層。紫外光催化氧化污水紫外線消毒器，采用了以產生氧化自由基為主體的氧化技術，利用高活性自由基進攻大分子有機物并與之反應，從而破壞有機物分子結構達到氧化去除有機物的目的，應用范圍廣、不產生二次污染。

光化學氧化法是在化學氧化和光輻射的共同作用下，使氧化反應在速率和氧化能力上比單獨的化學氧化、輻射有明顯提高的一種水處理技術。光氧化法均以紫外光為輻射源，同時水中需預先投入一定量氧化劑如過氧化氫，臭氧或一些催化劑，如染料、腐殖質等。它對難降解而具有毒性的小分子有機物去除效果，光氧化反應使水中產生許多活性*的自由基，這些自由基很容易破壞有機物結構。屬于光化學氧化法的如光敏化氧化，光激發氧化，光催化氧化等。

光激發氧化法是以臭氧、過氧化氫、氧和空氣等作為氧化劑，將氧化劑的氧化作用和光化學輻射相結合，可產生氧化能力很強的自由基。紫外-臭氧聯用技術可以氧化臭氧所不能氧化的微污染水中的有機物，如三氯甲烷、六氯苯、四氯化碳、苯，使之變成CO2和H2O，降低水中的致突變物活性，其氧化效果比單獨使用UV和O3要好。但是，紫外-臭氧工藝對有機物或THMs的去除能力還有待進一步探討，而且該工藝費用較高，還不容易推廣應用。

光敏化降解主要的研究對象是水環境中的石油污染物直鏈烷烴。敏化劑能夠從直鏈烷烴的碳原子上奪取氫原子后生成羥基，在氧的作用下使其降解為酮、烯、醛、醇等。這些化合物均比烷烴更加容易被水環境中的微生物所降解。光敏化降解常用的敏化劑是蒽醌[8]。 光化學氧化法目前尚處于研制階段，由于運行成本較大，尚難大規模的在中應用，但該項技術發展很快，在上的應用將為期不遠。 光觸媒也稱光催化材料，主要是由于光觸媒材料經光線照射后，可能產生活性物質?，F光觸媒的主要成份是銳鈦礦型二氧化鈦，要以納米TiO2摻雜某些金屬或金屬氧化物制成。納米二氧化鈦在經光照后吸收能量，其價帶電子被激發到導帶，形成了電子和空穴與吸附于其表面的O2和H2O作用，可以生成超氧化物陰離子自由基。純的二氧化鈦禁帶較寬，價帶電子不易躍遷，可將二氧化鈦摻雜，并減小粉體細度至納米級。這樣可大大提高光催化率。這些自由基具有光觸化分解有害氣體、有機污染物和光催化抗菌的功能，可廣泛應用于空氣凈化和污水處理等領域。 因此，光觸媒可用于抗菌、防污、易潔、空氣凈化、水質凈化等作用。添加光觸媒的材料在光照條件下(尤其是紫外光)可對接觸材料的細菌產生殺滅作用，當環境大氣或水中的污染物，如有機化合物、臭味、氮氧化物、細菌等與光觸媒發出的自由基接觸時，將會被氧化分解，使將環境大氣或水中的污染物降解或礦化。

光催化氧化法是在水中加入一定數量的半導體催化劑，它在紫外線輻射下也能產生強氧化能力的自由基，能氧化水中的有機物，常用的催化劑有TiO2。該方法的強氧化性、對作用對象的無選擇性與zui終可使有機物*礦化的特點，使光催化氧化在飲用水深度處理方面具有較好的應用前景。但是TiO2粉末顆粒細微，不便加以回收，同傳統凈水工藝相比，光催化氧化處理費用較高，紫外光催化氧化污水紫外線消毒器設備復雜，近期內推廣使用受到限制。光催化氧化投入實際應用所需要解決的主要問題是確定長期運行過程中催化劑中毒情況及尋求理想的再生方法;解決催化劑的分離回收或固定化問題;反應器的設計及提高光能利用率等。可以預見，隨著研究的不斷深入，紫外光催化氧化污水紫外線消毒器消毒器必將越來越得到重視。污水處理中紫外光催化氧化污水紫外線消毒器的應用前景會越來越美好。