催化氧化新技术在污水处理中的应用

张庆智 孙涛 胡瑞轩

摘 要：随着我们国家科学技术的不断进步，社会经济不断的发展，国家各行各业都呈现出了欣欣向荣的气息。但是在整个现代化发展的过程中，环境污染也成为了十分严峻的一个问题，因而生态环境的保护也成为了一个非常重要的课题。在环境污染方面，最突出的一个问题就是水的污染，人们在日常生活当中和工业生产当中产生的大量污水没有得到有效的处理就排放到环境当中，会对环境造成很大的危害。通过使用高效的催化技术可以在很大程度上实现污水的处理。

关键词：催化氧化；应用；污水处理；新技术

1 针对纳米催化氧化技术措施的含义展开研究分析

纳米技术是最近几年当中一项非常先进的技术，这种技术在污水处理当中的应用主要是如何使用纳米材料和纳米技术对污水进行有效的催化高级氧化。通過分析可以发现纳米材料技术在污水处理当中有着非常惊人的应用前景。通过采用一些特殊材料可以在紫外线的照射之下产生大量的氧化作用很强的羟基，这种羟基具有很强的夺氧能力，可以将污水当中的有机污染源转变成为水和二氧化碳，从而可以很大程度上减少污水的毒副作用[1]。

2 纳米催化氧化技术措施在实际应用的过程中展现出来的优势

由于降解过程实际上是一种有效的污水处理方式，所以使用纳米催化氧化技术已经成为了一项非常重要的污水处理新技术。而且纳米催化氧化技术在使用的过程当中表现出来污水处理速度快，效果好等优点。一般在进行处理之后大约三四个小时之后污水之中的主要污染源都已经得到降解，所以这种纳米催化氧化技术具有很好的应用前景。还有一个特点就是纳米催化氧化材料的制备也比较容易，成本比较低，使用寿命比较长。

这种催化剂在进行使用的时候基本上只需要一台能够照射紫外线的物理设备即可，所以具有投资少，操作简单的特点。但是有一个缺点就是使用这种纳米材料之后，由于水中含有了大量的羟基集团，有可能会在降解的过程当中产生二次污染。这就需要在使用纳米催化转化材料的时候要注意整个材料的用量配比，同时也要注意在进行降解的过程当中保证紫外线照射时间和强度，这样将可能出现的二次污染的概率降到最低[2]。

由于纳米材料制作本身比较节能环保，而且在污水当中含有成分比较复杂的污染物的时候，纳米催化转化材料都有着非常强的适应性，这种优势是其他很多传统的污水处理措施都不能比的。

3 高级催化氧化技术原理

工业污水中大多含有大量的COD，部分COD很难使用常规的方法来进行降解。目前国家很多行业主要采用的就是臭氧作为氧化剂来进行降解，但是因为臭氧作为氧化剂在污水中污染源的选择性十分强，所以臭氧的消耗非常多。目前采用的催化氧化新技术主要是通过使臭氧和水在一定的催化物质机理作用下，生成大量的羟基自由基，然后利用自由基的取代反应和电子转移等，来使得水中的细菌和有机化合物变性，从而可以将不可降解的物质转变成为小分子的物质。然后在后续的反应过程当中在使用一些常规氧化手段将反应产物进一步氧化成为二氧化碳和水，最终实现将污水当中的所有污染源基本消除干净。

这种方法实际上对于水中绝大多数的污染源都可以起到很好的净化效果，所以在对于降解难度比较大的物质，采用这种新型的催化氧化技术也有较好效果，相比于传统的技术具有速度快、臭氧消耗少等特点。对于一些制药或者其他工业产生的难处理污水都有很强的处理能力。下面是对单独的使用臭氧、催化剂吸附和高级催化氧化三种污水处理技术的试验结果进行了分析和对比，基本的降解情况如图所示。

通过上面的图标可以看出来新催化氧化工艺的降解速率是单独使用臭氧的三倍左右。

为了能够解决臭氧催化氧化所需要的投资和成本都高的缺点，可以在进行预处理的时候使用水解硝化等常规处理工艺。这种工艺实际上使用的是微生物，将一些有机物难以使用化学手段来进行处理的，通过微生物的分解作用将其转变成为二氧化碳和水。使用这种方式可以减少大量的运行成本，主要是因为使用这种高级催化氧化系统可以在初始阶段就将污水当中的有机物的浓度减少到最低。

4 高级催化氧化技术的工艺联用

依相关的试验结果，可以在整个催化转化的最前端加上混凝气浮工艺，这种工艺的主要目的就是为了减少后期催化氧化阶段的负荷。基本的工艺流程如下，首先是一级的高级催化氧化阶段，然后是一级的生物滤池，再接着是二级的高级催化氧化阶段，之后是二级的生物滤池阶段。如此这样两次循环之后就可以将水中的污染物彻底的降解，最后经过过滤之后变成达标的排放水[3]。

5 高级催化氧化技术的去除率

依照试验研究和现场调研，可以发现只是依靠一级的催化氧化手段对于污水的处理效果是十分有限的，不能够达到排放标准。使用这种两级的污水处理方式，将化学手段和生物手段联合起来进行处理，可以将水中的有机物彻底的降解，也可以实现节能环保。高级催化氧化技术对污染物的去除效率相对于传统的技术来讲非常高。

6 结语

高级催化氧化技术对于处理一些工业废水和生活用水来说都有着非常好的降解作用。在进行成本控制方面，经过工艺优化，可以在臭氧投入量和高级催化剂的使用方面比传统的催化工艺减少很大的用量，因而节约了运营的成本。除此之外，使用这种技术便于进行智能化的控制，可以节约管理成本。所以催化氧化新技术在污水处理当中得到了广泛的应用。

参考文献

[1]李亚军.高效催化氧化技术在城市污水处理中的应用[J]. 现代国企研究. 2017（18） ：158.

[2]张坤，赵海峰，张宁. 催化氧化新技术在污水处理中的应用[J].山东水利. 2015（10） ：21-22.

[3]徐娜，贾金平，王亚林，李侃，王晓宁. 水射流空化强化光催化氧化技术在养鱼污水处理中的应用初探[J].渔业现代化. 2012（02） ：10-15.