光催化氧化技术对高浓度废水处理效果不太理想.光催化氧化工艺与混凝、生物处理相结合处理染料废水则优劣互补.赵玉光等[24]提出以间歇延时曝气与光催化氧化串联工艺处理模拟染料废水,取了较好效果.李芳柏等[25]用混凝-光催化氧化工艺处理染料废水,COD、BOD 去除率分别达到 90.1%和 93.7%,在光催化氧化过程中加入 H2O2效果更好.
目前,光催化氧化技术处理染料废水在工业化应用中仍受到一定的制约.主要问题是光源的利用效率、催化剂的利用、光生电子和空穴的利用、传质、反应器的设计等.试验室阶段使用的光源多是人工光源如紫外光,即使在空气中传播也会损失很大,因而如何提高光源的利用率是光催化技术得以广泛应用的前提条件.目前,研究者致力于对太阳光催化进行研究.从微观观点来看,反应过程中的电子空穴直接关系到羟基数量的多少以及污染物被降解的程度,如何减少电子空穴的复合是保证光催化有效进行的关键.目前的研究主要从催化剂的改性、复合催化剂和外加电场等方面进行解决.刘小玲等[26]已经开始研究太阳光照射下,以纳米 Cu2O 为催化剂处理印染废水.相信这些技术的突破性研究将使光催化氧化法处理印染废水的工业化处理成为可能.
4 超临界水氧化法
超临界水氧化(SCWO)是指在温度、压力高于水的临界温度(374 ℃)和临界压力(22.1 MPa)条件下水中有机物的氧化.超临界水氧化法是 1982 年由美国学者 Modell[27]提出的一种能够彻底破坏有机物结构的新型氧化技术.近年来,很多发达国家已应用该项技术进行难降解有机物的治理.龚为进[28]全面介绍了超临界水氧化法治理难降解染料废水的可能性.林春绵等[29]采用超临界水氧化法降解染料中间体,在一定范围内升高氧化降解的温度,增加初始废水的浓度以及延长接触时间都可以增加 COD 去除率,最高可达99.7%.马承愚等[30]利用超临界水氧化法处理偶氮染料废水,压力为 28 MPa、520 ℃氧化反应 180 s 和 240s时,其 COD 去除率分别达 98.37%和 99.09%,在后者条件下的色度去除率为99.67%,使高浓度难降解印染废水处理达到国家排放标准.龚为进等[31]研究了超临界水对活性染料废水的处理效果,COD 和色度去除率分别达到 98.4%和 99.9%,而且反应时间短.
与其他传统方法相比,超临界水氧化技术具有处理效率高、有毒物质去除率高、氧化彻底、反应器结构简单、适用范围广以及不产生二次污染等特点,但也存在一些问题,如超临界氧化需要较高的温度和压力,在反应过程中对普通耐腐蚀金属有很强的腐蚀性,对反应设备材质要求过高以及存在无机盐对反应器和管路的堵塞等问题;对于某些化学性质较稳定的物质,反应时间较长;另外,超临界水氧化技术的运行费用也较高.超临界水氧化法已经在工业废水处理上显示出勃勃生机,相信随着科学技术的不断发展,该技术也会在染料废水处理中得到广泛应用.
5电化学氧化法
电化学氧化技术是指在外加电场作用下,在特定的电化学反应器内,通过一定化学反应、电化学过程或物理过程,产生大量的自由基,利用自由基的强氧化性对废水中的污染物进行降解的过程.电化学技术具有易控制、无污染或少污染、高度灵活等特点.[32]
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