难降解有机废水在光催化氧化和生物膜协同作用下的降解机理

光催化氧化是处理难降解有机废水的有效方法之一，但有时光催化氧化只能部分改变有机物的分子结构而不能使其完全矿化，往往还需用生物方法进行后续处理使其完全矿化，或虽能使其完全矿化但成本较高。本课题将光催化氧化与生物降解紧密地结合为一体，针对含三氯酚(TCP)废水进行光/生物组合处理。其原理是：难降解有机物在光催化作用后可立即被微生物所降解，从而提高废水的处理效率。研究内容包括：生物膜在紫外辐射条件下的生长机理与生物活性；TiO2光催化剂与生物膜能否有效地结合于一体； TCP在光/生物组合作用下的降解机理和动力学以及与单独、分步降解过程的异同。研究中，拟采用轻质多孔陶瓷载体同时负载TiO2和生物膜，以解决TiO2催化剂与生物膜一体化的关键问题。通过降解TCP的研究，从理论和实际上证明光催化剂与生物膜结合于一体能高效处理难降解有机废水的可行性，为光催化与生物降解一体化处理难降解有机废水奠定理论基础。

采用紫外光催化或紫外光解与生物膜耦合对诸如一些有机污染物：苯酚、氯酚、吡啶、喹啉和磺胺甲恶唑等物质进行降解实验。结果发现通过紫外光催化或紫外光解与生物降解耦合，可以明显提高有机污染物的降解速率和矿化程度。与此同时，还研究这些有机物污染物在紫外光催化作用下，其可生化性提高的机理。例如苯酚是通过生成有机羧酸后，通过与苯酚的共基质来提高苯酚的降解速率和矿化程度的。而三氯酚则是通过光解产物与三氯酚的次级利用原理来加快三氯酚的降解速率的。.我们还利用紫外光催化与生物降解耦合技术用于同时受到有机物和营养物质(引起富营养化)复合污染地表水的修复，借助于光催化后，可以提高地表水中有机物作为有效电子供体，通过反硝化提高总氮的去除效率。.基于上述研究，我们开发了系列新颖的紫外光催化(光解)与生物膜同步耦合的反应器。该系列反应器有望用于实际的难降解有机废水的处理。.通过该项国家自然科学基金的研究，截止到目前，我们完成了13篇英文文章，其中6篇已发表在国际SCI期刊源杂志上，2篇接受并在线发表，5篇正在投稿评审阶段。另外，用中文发表了13篇文章在国内核心期刊杂志上发表。我们还授权4项发明专利。我们培养了17名硕士研究生，3名博士研究生。.综上所述，我们经过3年的努力，顺利并超额完成了本基金项目所要实现的任务。