UV光催化湿式氧化技术的基本原理是在反应体系中引入紫外光、氧化剂和催化剂,利用它们极强的协同催化氧化作用降解有机污染物。与传统催化湿式氧化法需在高温(150~350℃)和高压(0.5~20MPa)的反应条件相比,本方法可以在温度25~80℃和常压(1atm)条件下,将高浓度、有毒有害难降解有机污染物彻底分解成CO2、水等无害成份,并同时除臭、脱色及杀菌消毒,从而达到净化废水的目的。
技术原理:
在紫外光照射下,纳米TiO2颗粒表面会产生大量的带负电的电子和带正电的空穴对。产生的电子和空穴很不稳定,这些电子和空穴(hvb+)具有很高的化学活性,分别表现出很强的氧化性和还原性,而且也很容易复合。这些活泼的电子和空穴从价带和导带迁移至TiO2与吸附物界面,然后越过界面与被吸附在表面的有机物发生反应。随着hvb+、·OH、·O2、过氧化氢自由基(HO2·)等活性物质能不断攻击有机物中的化学键,破坏污染物及其中间体的结构,直至将其矿化为CO2和H2O。整个污染物的降解过程,可用如下反应式表示:
TIO2+hλ → TiO2(e-+h+)
TIO2(h+)+H2O → TIO2+·OH+H+
TIO2(h+)+ˉOH → TIO2+·OH
TIO2(e)+O2 → TIO2+O2·-
O2·-+H+ → HO2·-
O2·-+HO2· → ·OH+O2+H2O
2HO2·- → O2+H2O2
污染物+hvb+/活性氧物种(·OH、·O2、HO2·)→ CO2+H2O
技术优势:
1、活性氧物种丰富,不受废水中其它杂质离子的影响,比传统氧化方法氧化更彻底;
2、反应条件温和,可以使湿式氧化反应在常温常压的条件下进行;
3、对废水中有机污染物没有选择性,可处理多种可生化性差、有毒有害的高浓度有机废水,适用性广泛;
4、所用催化剂为改性锐钛矿型TiO2,拥有更宽的光吸收范围,光催化活性更高,抗化学和光腐蚀性能好,吨水处理成本更低;
5、由于紫外光的加入,使得氧化剂的利用率明显提高,所以与传统的催化湿式氧化反应相比,节省了氧化剂的投量。