Page 131 - 水资源保护技术与方法

Water Resources Protection Technology and Methods
水资源保护技术与方法

掺杂金属离子（银、铁等）或非金属元素（氮、碳等），提高其对可见光的响应
能力和光催化活性。实验表明，掺杂银的二氧化钛催化剂在可见光照射下，对有
机污染物的降解效率比未改性催化剂提高 50% 以上。在芬顿氧化技术中，开发

非均相催化剂替代传统的亚铁离子。如利用磁性纳米铁基材料作为催化剂，其具
有易于分离回收、重复利用率高的特点，且能有效降低反应体系的酸碱度要求，
扩大适用范围。某制药废水处理项目采用非均相芬顿催化剂后，处理成本降低
40%，处理效果显著提升。

五、面临的挑战与发展趋势

（一）主要挑战
1. 处理成本较高

化学氧化与高级氧化技术的高成本问题，已成为制约其广泛应用的关键瓶
颈。以臭氧氧化技术为例，臭氧的制备需依赖高压放电或紫外线照射设备，每制
备 1 千克臭氧的电耗高达 15~20kW 时。若以工业用电均价 0.8 元 /kW·h 计算，
仅臭氧制备的电费成本就达到 12~16 元。某中型印染厂每日处理废水 1000t，采

用臭氧氧化工艺进行深度处理，每月仅臭氧制备的电费支出就超过 4 万元。此外，
臭氧发生器设备初期投资成本也十分高昂，一套处理规模为 1000 吨 / 天的臭氧
发生系统，设备采购及安装费用可达 200~300 万元。芬顿氧化技术同样面临高昂
的药剂成本压力。在实际应用中，亚铁离子和过氧化氢的药剂费用占处理成本的

60%~70%。某制药企业处理高浓度有机废水时，每处理 1t 废水需消耗亚铁离子
5~8kg、过氧化氢 3~5kg，按照当前市场价格，药剂成本约为 30~50 元 /t。对于
年废水产生量在 10 万吨左右的中小企业而言，仅芬顿氧化工艺的药剂费用每年
就高达 300—500 万元，这还未包括设备投资、能耗及人工成本。除了药剂和能

耗成本，部分技术还涉及高额的设备维护费用。如电化学氧化技术中，电极材料
在长期使用过程中会发生损耗，需要定期更换，这进一步增加了运行成本。对于
利润微薄的中小企业，难以承受如此高昂的处理成本，导致部分企业选择违规排
放或采用低效处理方式，从而加剧了环境污染问题。

2. 二次污染风险
化学氧化过程中的二次污染问题日益凸显，严重威胁生态环境安全。氯氧化
法在消毒和氧化有机物时，极易产生卤代烃等有毒有害副产物。研究表明，当水

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