科學(xué)家巧用兩種污水處理法治理水污染

【資料簡介】

加拿大科學(xué)家近日將兩種昂貴的污水處理方法相結(jié)合，創(chuàng)造出了一種新型水處理技術(shù)，該技術(shù)能更廉價(jià)、更有效地去除污水中難以清除的污染物。新技術(shù)兩年內(nèi)商業(yè)化加拿大雷克海德大學(xué)材料和環(huán)境化學(xué)系副教授陳愛成（音譯）將兩種污水處理方法相結(jié)合，在一端電極上噴涂光觸媒，另一端電極則涂上電催化劑，從而創(chuàng)建了一個(gè)雙重用途的電極。陳愛成對電極去除兩種不同硝基酚的能力進(jìn)行了測試。硝基酚是一種常用于制造藥品、農(nóng)藥、殺菌劑和染料的化學(xué)物質(zhì)，在工業(yè)廢水中普遍存在，常規(guī)方法很難將其清除。測試表明，這個(gè)雙重用途的電極在3個(gè)小時(shí)內(nèi)去除了85%到90%的硝基酚。此項(xiàng)成果發(fā)表在近期《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》雜志上。陳愛成已將其此項(xiàng)發(fā)明申請了，他認(rèn)為該技術(shù)在兩年內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。光催化和電化學(xué)氧化法在污水處理領(lǐng)域被廣泛研究，但其采用率并不高，因?yàn)檫@兩種方法的處理效果相對于其成本來說并不具備優(yōu)勢。在光催化法中，紫外線輻射觸發(fā)催化劑（通常是*）推動(dòng)材料中的電子達(dá)到一個(gè)高能狀態(tài)。反過來，留下自由正電荷空穴對污染物進(jìn)行氧化。但是，光觸媒并不是很有效，因?yàn)殡娮油ǔ＿�會(huì)與空穴重新進(jìn)行結(jié)合。電化學(xué)氧化法的原理是，電流穿過水中的催化劑對污染物進(jìn)行氧化。

    將兩種方法結(jié)合在一起可提升該過程的效率，因?yàn)檫@可阻止光觸媒建立的電子和空穴進(jìn)行再結(jié)合。新技術(shù)“錢”景巨大和zui常用的污水處理方法是利用細(xì)菌來分解污染物。但是，生物處理法在廢水中含有高濃度有機(jī)或有毒化合物時(shí)并不十分有效，污水必須使用氯氣等化學(xué)物質(zhì)經(jīng)過反復(fù)處理，這樣治理成本便大大增加了。而且，在含有高濃度蛋白質(zhì)、pH值非常高或非常低的廢水中，細(xì)菌很難存活。相關(guān)研究指出，到2030年，*范圍內(nèi)水資源的利用預(yù)計(jì)將增長40%，和水相關(guān)的產(chǎn)業(yè)利潤預(yù)計(jì)將從2007年的5000億美元增長到2030年的1萬億美元。這種預(yù)期使得zui近幾年里對新的、更有效的水處理技術(shù)的開發(fā)興趣日漸大增。

    隨著對潔凈水需求的不斷增加，水中難以清除的污染物越來越多，研究人員正在努力尋找各種新的污水處理方法。陳愛成的水處理技術(shù)無疑是這種努力的成果之一，其方法*且具有很大潛力。至今為止，尚無人嘗試過將光催化技術(shù)和電化學(xué)氧化法結(jié)合來治理水污染。但相關(guān)專家也指出，此種方法仍需證明不僅對硝基酚有效，還能清除廢水中的各種其他污染物。陳愛成認(rèn)為，雖然生物處理方法成本更低，但這種新方法的環(huán)境效益更為明顯。因此，在處理重度污染的工業(yè)和農(nóng)業(yè)廢水時(shí)，可將兩者相結(jié)合，以取得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的平衡。