加拿大科學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，該技術能更廉價、更有效地去除污水中難以清除的污染物。
新技術兩年內(nèi)商業(yè)化
加拿大雷克海德大學材料和環(huán)境化學系副教授陳愛成（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，這個雙重用途的電極在3個小時內(nèi)去除了85%到90%的硝基酚。此項成果發(fā)表在近期《環(huán)境科學與技術》雜志上。陳愛成已將其此項發(fā)明申請了專利，他認為該技術在兩年內(nèi)即可實現(xiàn)商業(yè)化。
光催化和電化學氧化法在污水處理領域被廣泛研究，但其采用率并不高，因為這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（通常是二氧化鈦）推動材料中的電子達到一個高能狀態(tài)。反過來，留下自由正電荷空穴對污染物進行氧化。但是，光觸媒并不是很有效，因為電子通常還會與空穴重新進行結(jié)合。電化學氧化法的原理是，電流穿過水中的催化劑對污染物進行氧化。將兩種方法結(jié)合在一起可提升該過程的效率，因為這可阻止光觸媒建立的電子和空穴進行再結(jié)合。
新技術“錢”景巨大
最經(jīng)濟和最常用的污水處理方法是利用細菌來分解污染物。但是，生物處理法在廢水中含有高濃度有機或有毒化合物時并不十分有效，污水必須使用氯氣等化學物質(zhì)經(jīng)過反復處理，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，細菌很難存活。
相關研究指出，到2030年，全世界范圍內(nèi)水資源的利用預計將增長40%，和水相關的產(chǎn)業(yè)利潤預計將從2007年的5000億美元增長到2030年的1萬億美元。這種預期使得最近幾年里對新的、更有效的水處理技術的開發(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無疑是這種努力的成果之一，其方法獨特且具有很大潛力。至今為止，尚無人嘗試過將光催化技術和電化學氧化法結(jié)合來治理水污染。但相關專家也指出，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，可將兩者相結(jié)合，以取得經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的平衡。
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