[1] 光氧化或光触媒并用在水处理中的应用与技术背景

　　在水处理中， 大量使用氯元素化合物对环境已成一大公害， 水环境的富营养化现象产生的很 多问题也需要尽快解决。随着 水处理 用高出力 紫外线光源 的技术突破，为解决或减轻种种 环境难题带来了强有力的技术手段。

　　紫外线 （简称 UV ）波长 100~380nm,根据光子能 E=h/λ式（h 常数， λ光波长），波长 越短光子能越高。 280nm 以下的短波长紫外线能量大，具有杀菌作用，能氧化分解分子的 结合。波长 200nm 以下的短波长紫外线能分解 O2分子，生成的 O*与 O2结合产生臭氧 O3。臭氧 O3具有强的氧化作用。称为 UV/O3并用光氧化法的技术要比 UV 或 O3的单独 使用处理好得多， 两者的并用具有相乘效果。 高纯度石英玻璃制低气压 UV 放电管发出 253.7nm 及 184.9nm 波长的紫外线，正好满足了 UV/O3并用的需要。

　　利用 UV 与 O3两者相乘的氧化能力及紫外线的杀菌作用， 可得到高度净化了的用水或环境 水。光氧化法或光氧化 /光触媒并用法发挥其没副作用的特别的威力，在环境保护中将起越 来越重要的作用。

　　[2] 光氧化或并用光氧化法水处理的特点

　　○ 污染浓度越低处理效果越高。

　　○ 利用清洁的光源能源，不产生二次污染。

　　○ 上下水处理都能利用，适应性广。

　　○ 对所有菌种有效，不产生抗药性，残臭氧持续作用长。

　　○UV 、 O3 、 光触媒 三者的组合的协同作用，产生远远大于单独相加的处理效果。

　　污水处理 （杀菌消毒 ）

　　以废水中的细菌和化学指标来评估 UV-A 或 UV-C LED及两者结合对城市 污水的处理效果。 实验监测了城市污水中排泄物生物指标的残存率和肌酸酐和苯酚的氧化率， 结果表明，与单独使用一种 UV-LED 相比，结合使用 UV-A 和 UV-C 两种 LED 能够更有效地减 少废水中微生物的含量，且可以氧化 37%的肌酸酐和苯酚，该结果堪比使用诸如 TiO2等光 催化剂的效果。 这种方法能够有效再生利用城市废水， 对于很多水资源匮乏的国家而言具有 重要的意义。

　　Uvled

　　1.低质污水的消毒 -- 只经过一级物理处理或一级强化处理的污水。其特点是高 TSS （50mg/L-150 mg/L以上）和低紫外穿透率（5% - 25% 左右），因此紫外污水消毒技术含 量很高。 这类污水如果使用化学消毒工艺， 将会产生大量的三致消毒副产物。 目前美国夏威 夷沙岛污水处理厂是世界上非常大的采用紫外线对低质污水消毒的城市 污水处理 厂， 处理规模 为 56万 m3/d,采用了明渠式中压灯消毒系统。

　　2. 常规二级生化处理后的 污水消毒 -- 是紫外线污水消毒应用非常普遍的领域。这类污水 TSS 一般在 10mg/L - 30mg/L,紫外穿透率在 40% - 70% 左右。目前正在建造的美国 Valley Creek 污水处理厂建成后每天可消毒 227万 m3/d污水，将成为世界上非常大的紫外污水消毒 系统，该系统为明渠式中压灯消毒系统。

　　3. 消毒紫外消毒技术在这一难度较高的处理中也得到应用， 不仅消毒好 , 而且比加氯消毒 在剂量的控制上更为可靠和容易操作。 这类污水的特点是水质可以在短时间内有很大幅度的 变化， 例如：TSS 可在 10mg/L - 100mg/L间， 紫外穿透率可在 5% - 70%间变化。 美国 Village Creek 污水处理厂采用了紫外消毒技术每天可对 136万吨 CSO 污水进行消毒。

　　4. 废水再生 /中水回用消毒 -- 紫外污水消毒技术的另一个重要应用就是污水的再生消毒处 理，也是污水消毒标准严格的一类处理。美国加州于 90年代初委托美国国家水研究所 （NWRI ）、美国供水协会 （AWWA ）和加州戴维斯大学对紫外消毒技术在废水再生处理中 的应用问题做了大量重要的研究工作， 之后发现其处理系统能够使废水再生， 形成水循环。