养殖污水处理中投放催化剂的应用

引言
在人类面临的许多环境问题中，处理具有高毒性和生物降解性的有机污染物是一个问题。这些材料难以通过生物方法去除，并且排放到环境中将对环境造成很大的危害。特别是在一些工业废水中，有机污染物的含量非常大，因此工业废水中有机污染物的处理尤为重要。在这些领域也使用了许多催化剂，我对此做出了一些结论。
1 V-O催化剂
V-O催化臭氧化是近年来发展起来的一种新的先进氧化技术.在常温常压下，可将有机污染物完全降解为C_0：H_
　　(20)和无机物。该技术利用反应过程中产生的大量高氧化自由基(羟基自由基)对水中有机物进行氧化和分解，实现水的净化。特别是采用负载于Si0 2的V-O催化剂的多相臭氧氧化降解废水中的有机污染物。
1.1　催化机理
V(Ⅳ)-O 03→V(V)-O 0-3
　　(1)
O-3 + HO +→稀土Ho3
　　(2)
HO3O2+OH
　　(3)
噢+M
　　(4)
V(V)O+A V(Ⅳ)-0+A+5
M表示有机污染物，A表示具有还原性的物质，并且本身难以被臭氧氧化。
2纳米二氧化钛光催化作为一种先进的氧化技术，是利用光致强氧化剂将有机污染物完全氧化成小分子水、二氧化碳等。养殖污水处理设备采用玻璃钢、碳钢、不锈钢防腐结构，具有耐腐蚀、抗老化等优良特性，使用寿命长达30年以上；放置于地表以下，设备上面的地表可作为绿化或其他用地，不需要建房及采暖、保温。屠宰污水处理设备最大限度的实现了系统的集成，减少占地面积；无污染，无噪声，无异味，减少二次污染；不受屠宰污水量的限制，机动灵活，可单个使用，也可多个联合使用；针对性强，可有效去除屠宰污水中的有机物以及氨氮；整个屠宰污水处理设备处理系统配有PLC全自动电气控制系统和设备故障报警系统，运行安全可靠，平时一般不需要专人管理，只需适时地对设备进行维护和保养，管理费用小。该方法能处理多种污染物，应用范围广，特别是对难降解有机物具有良好的氧化分解作用。此外，纳米半导体(尤其是纳米二氧化钛光催化剂)催化氧化作为一种新型的现代废水处理技术，具有处理速度快、设备简单、操作方便、处理效果好、无二次污染、杀菌效果强、应用前景广阔等特点。对低浓度污染物和汽相污染物液体也有很好的去除效果，催化材料易得，运行成本低。它是近年来受到广泛关注的一种有前途的污染控制技术。
2.适用范围。1纳米TiO 2光催化剂在养殖污水处理中的应用
苯、一氯苯、1-氯-2-二氯苯、苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、2-三氯苯酚、二萘酚、硝基苯、苯胺与纳米二氧化钛在水中的光催化作用。研究了氯仿、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烯、乙烯基二胺、甲酸、邻苯二甲酸、水杨酸、三氯乙酸、甲醇、乙醇、n丙酮、乙酸乙酯、蔗糖等有机污染物。结果表明，除硝基苯、四氯化碳和三氯乙烷外，除硝基苯、四氯化碳和三氯乙烷外，其它物质均能迅速降解。对有机磷的降解结果表明，在Ti 02悬浮液中，光催化氧化可使含磷有机物完全无序化，并能定量地产生磷离子。同样，TiO 2光催化氧化含硫有机物也可得到类似的结果，其中硫被定量氧化为硫酸根离子。
2.2纳米Tio2光催化降解机理
纳米二氧化钛是一种化学稳定性高、耐光腐蚀、带隙宽(Eq=312eV)、氧化还原电位高、光催化反应驱动力强、光催化活性高的N型半导体材料。在光照射下，Ti02表面可发生吸热化学反应并加速反应。另外，二氧化钛无毒、成本低，因此对二氧化钛的光催化研究最为活跃。考虑了其光催化反应机理(如图a所示)。当半导体的吸收光能高于其带隙能量(波长小于或等于387.5nm)时，价带(vb)中的电子被激发到导带(cb)，形成一个带高电荷的负活性电子E-1，并在其上产生带正电荷的空穴H+(H+氧化电位)。价带，标准氢电位差为3.oV。与1.36V氯和2.07V臭氧相比，氯的氧化作用更强。在电场作用下，电子和空穴被分离并迁移到粒子表面的不同位置。空穴与水反应，电子与溶解氧反应，分别产生羟基自由基(OH)和氧自由基(O 2)。OH和O2高度氧化。吸附在Ti02表面的有机污染物大部分降解为CO2和H2O，无机污染物(B+)氧化或还原为无害物质。
2.3光催化降解纳米Ti 02的优点是

　　(1)水中所含有机污染物可完全降解为CO2、H2O等，无机污染物被氧化或还原为无害物质：

　　(2)反应条件温和，能耗低，在紫外线照射下或暴露在阳光下会发生反应;

　　(3)适宜的光催化剂具有成本低、无毒、稳定性好、可重复使用等优点。

　　(4)所需设备结构简单，操作条件易于控制，无二次污染;

　　(5)未来可采用取之不尽、取之不尽的太阳能作为激发光催化剂的光源。屠宰污水处理设备最大限度的实现了系统的集成，减少占地面积；无污染，无噪声，无异味，减少二次污染；不受屠宰污水量的限制，机动灵活，可单个使用，也可多个联合使用；针对性强，可有效去除屠宰污水中的有机物以及氨氮；整个屠宰污水处理设备处理系统配有PLC全自动电气控制系统和设备故障报警系统，运行安全可靠，平时一般不需要专人管理，只需适时地对设备进行维护和保养，管理费用小。
3光电激发和均相催化技术(可溶性电解质作为催化剂)
通过光、电、催化剂(可溶性电解质)在均相体系中的协同作用，光、电激发、均相催化综合技术大大加速了染料的降解，最终分解成过氧化氢、二氧化碳等简单无害物质。从而实现了有机污染的一次性快速处理，大大降低了成本。这项技术涉及到光化学、电化学、催化化学等许多理论和实践问题，以及电极制造和太阳能利用。它具有理论和现实意义。
4 ;MPcTS-H2O2 ;体系催化剂
1990年，法国的BU Meunier团队考虑了氧化还原酶的需要。将这些酶的叶琳铁磺化和磺化叶琳锰的木质素模型和KHS 05或H2O2引入到造纸厂污染物TCP的废水中，并对其进行了氧化和降解。很明显，H2O2在这里是一种 ;清洁氧化剂 ；比KHSO要好得多。酞菁衍生物是一类重要的工业染料。磺化金属酞菁作为一种廉价、易得的叶琳类似物，越来越受到人们的关注。
5，总结
本文介绍了四种催化剂在废水处理中的应用，各有其特点和优点。一般来说，纳米TiO2光催化降解技术具有良好的发展前景，值得继续探索。中国的水资源不仅供不应求，而且污水污染情况十分严峻。处理不同的污水时，应选择不同的方法，选择不同的催化剂，以更有效地去除污水中的各种污染物。当然，我们必须不断创新，不断开发新的养殖污水处理技术，寻求废水处理的新催化剂。