优锆纳米二氧化铈UG-CE01在废水处理方面的应用

发布日期：2018-11-30 浏览次数：15

我国每年的污水排放量达390多亿吨，其中工业废水占了51%，然而染料废水又占总工业废水的35%，并且还在以1%的速度逐年增加，对水安全造成极大隐患。不同于一般的生活污水，印染废水造成的污染尤为严重。染料品种数以万计，印染加工过程中约有10%~20%的染料随废水排出，每排放1吨染料废水，就会污染20吨水体。染料废水是难处理的工业废水之一，具有色度深、碱性大、有机污染物含量高和水质变化大等特点。大多数染料为有毒难降解有机物，化学稳定性强，具有致癌、致畸、致突等作用，直接危害人类健康，并严重破坏水体、土壤及生态环境，造成严重的后果。通常染料废水中含有的成分是纤维原料、纺织浆料和印染加工所用的化学试剂、染料、各类整理剂和表面活性剂等，其中的纤维原料和浆料等成分可以在物理沉降过程中被大量地去除，而废水的脱色降解处理是最关键的一步。

目前，采用处理染料废水的方法有物理法、化学法、生物法等。使用物理法中的絮凝、吸附等方法会对水质产生二次污染，带来大量的污泥，并且对处理成本和运输条件要求高。生物法处理染料废水是通过微生物酶对染料分子产生氧化或还原作用，以达到脱色的目的。但这需要微生物具有专一性。由于培养专用生物试剂的周期较长，设备占地面积大，处理周期长等因素不利于效率的提高，且染料分子抗生物降解性强，所以在提高废水的可生化降解性的前提下，才能获得良好的效果。

与之相比，利用苏州优锆的纳米氧化铈UG-CE01采用化学氧化法可以将染料分子中双键或不饱和基团进行氧化，使大分子发生断链，降解为小分子物质，达到矿化的目的。高级氧化技术作用时间短，矿化作用强，过程控制单元操作简单，是近年来广泛关注的一种方法。高级氧化技术包括Fenton法、O₃/UV发、光催化氧化法、电化学法和O₃/催化组合发等。Fenton法是较早采用的高级氧化技术，使用Fe²⁺和H₂O₂作为组成成分，控制一定的pH值范围，催化生成羟基自由基攻击有机物分子。但使用此法的pH值要求在1~3之间，对设备的要求严格，且消耗了大量的H₂O₂，有一定的生产成本。O3作为氧化剂的主要成分时，虽然O3的氧化能力强，但对人员和工作环境要求严格，泄露时易造成污染，且将O₂加工成O₃要耗用较多的能量，这与减耗节能的可持续发展目标是相违背的。电化学法通过电极反应将有机物分子氧化，但耗费的电能多，不利于工业化的生产方式。光催化氧化法作为一种高级氧化技术，利用优锆的纳米氧化铈UG-CE01在紫外线照射下产生强氧化剂羟基自由基，其中的作用机理和O₃氧化是相同的。控制一定的溶液环境，即可实现在光照下连续产生强氧化剂，具有多次循环使用的特点，且不同于均相催化反应方式，半导体参与的非均相催化不对环境造成二次污染，可对光催化剂进行有效的回收。