针对工业染料的排放物,国际上大多数研究人员多利用光催化氧化法进行降解。光催化技术是具环保等优点的新型氧化技术的,被认为是最有前景的污染处理技术。采用光催化法工艺简单,节约能源,可以完全降解工业燃料的污染,几乎可以无选择的与任何有机污染物发生反应。论文网
催化氧化技术一般的催化剂是N型半导体,例如五氧化二钒,氧化锌,二氧化钛。由于二氧化钛化学性质稳定、造价低、操作相对安全、对生态环境没有影响、具有较高的活性等优点已成为过去研究的光催化材料。但是,由于二氧化钛光谱响应范围相对较窄,光催化量子效率较低,在溶液中催化剂比较容易失去活性等都给二氧化钛的实际应用范围造成了影响。国内外学者做了许多探索,研究出很多方法对材料增加光谱吸收的范围,提高太阳光利用率。作为重要的半导体光催化材料,硫化镉(CdS)显著增加了太阳光的利用效率。由于CdS两晶体中相邻两能带间的范围较窄,吸收光谱范围与太阳光谱范围非常相似,具有良好的可见光响应。目前太阳能电池、非线性光学材料和光催化已经应用了CdS技术。
1。2 废水的概述
随着化工行业的发展,大量废水排放到自然环境中,水体污染最重要来源就是染料,人民的身体健康受到了巨大的威胁。据调查,2012年我国染料生产总量已超过90万吨,全球每年大概排放280万吨废水到生态环境中,全球每年造成的死亡人数至少有2000万,这已经是我们不得不面对的问题,如果继续这样下去,未来受影响的人将越来越多。
1。2。1废水特点
染料废水是化学生产制造出来的,废水中含有苯、甲苯等很多有机物,然后经化工处理反应最终生成染料或颜料。因为生产过程复杂生成的产物品种多,所以废水的会混合很多不一样的有机物。
染料废水作为世界上最难处理的工业废水,水体中的有机物很多都可以影响人们健康导致细胞癌变、基因突变。水体中氧气也会因为污染物而消耗,影响水质平衡,给水中的生物造成影响,同时也会对人体造成危害。废水特性如下[1]:
(1)废水中普遍有许多芳香族物质,水生动植物会因为物质受到影响,破坏平衡。
(2)废水中污染物普遍具有生物毒性,而且含有大量无机盐,会使pH发生很大改变。
(3)染料成分复杂,染料很多具有抗氧化性和抗光性。
1。2。2废水处理技术
为了保护环境不受到危害,根据废水特点,操作方法也不相同,常用的三大类工业废水处理方法。
(1)物理法
物理法是利用物理作用将废水中不溶性的悬浮污染物富集和转移,此过程对废水的物理化学性质不会造成什么影响。物理法处理废水又包括以下几种:
a)吸附法:活性炭等多孔性粉末或颗粒表面,会将废水中的污染物形成滤床从而而被过滤。该法可以深度处理低浓度废水,一些难进行生物降解的污染物可以同此方法处理,且需要成本较少,方法简单。
b)膜分离技术是利用膜的选择性不同,膜分离法操作简单,效率高,缺点是效果受膜的性能影响较大,成本较高。
(2)化学法
化学法是利用化学反应等方法,利用氧化还原、化学沉淀等一系列方法去除转化废水中的有机物。该法主要处理难以进行生物降解的有机污染物。常用的化学法主要有以下几种:
a)混凝沉淀法:混凝沉淀法是一种较成熟的方法,加入混凝剂活助凝剂,使水体中难沉淀的颗粒形成絮凝体,从而吸附悬浮物,还能吸附溶解性物质。絮凝体通过吸附体积增大而沉淀。