加拿大科學(xué)家近日將兩種昂貴的污水處理方法相結合，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(ài)成（音譯）將兩種污水處理方法相結合，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(ài)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(xué)與技術(shù)》雜志上。陳愛(ài)成已將其此項發(fā)明申請了專(zhuān)利，他認為該技術(shù)在兩年內即可實(shí)現商業(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，因為這兩種方法的處理效果相對于其成本來(lái)說(shuō)并不具備優(yōu)勢。在光催化法中，紫外線(xiàn)輻射觸發(fā)催化劑（通常是二氧化鈦）推動(dòng)材料中的電子達到一個(gè)高能狀態(tài)。反過(guò)來(lái)，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，因為電子通常還會(huì )與空穴重新進(jìn)行結合。電化學(xué)氧化法的原理是，電流穿過(guò)水中的催化劑對污染物進(jìn)行氧化。將兩種方法結合在一起可提升該過(guò)程的效率，因為這可阻止光觸媒建立的電子和空穴進(jìn)行再結合。
新技術(shù)“錢(qián)”景巨大
最經(jīng)濟和最常用的污水處理方法是利用細菌來(lái)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(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(guò)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(guān)研究指出，到2030年，全世界范圍內水資源的利用預計將增長(cháng)40%，和水相關(guān)的產(chǎn)業(yè)利潤預計將從2007年的5000億美元增長(cháng)到2030年的1萬(wàn)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(shù)的開(kāi)發(fā)興趣日漸大增。隨著(zhù)對潔凈水需求的不斷增加，水中難以清除的污染物越來(lái)越多，研究人員正在努力尋找各種新的污水處理方法。
陳愛(ài)成的水處理技術(shù)無(wú)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(wú)人嘗試過(guò)將光催化技術(shù)和電化學(xué)氧化法結合來(lái)治理水污染。但相關(guān)專(zhuān)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(ài)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)和農業(yè)廢水時(shí)，可將兩者相結合，以取得經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的平衡。
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