1、生物性污染和化學性污染是水體污染的兩個最主要的類型。生物性污染主要是指能給人類帶來傳染性疾病的致病微生物，包括細菌、病毒、原生動物等。為了有效控制水體中的生物性污染，各個水處理工藝中都必須設置消毒環(huán)節(jié)。目前，紫外消毒技術在水體消毒領域應用廣泛，然而紫外消毒過程不能徹底破壞病菌的細胞結構，存在―光復活‖的風險?；瘜W性污染方面，近年來在自然水體中頻頻檢測出了痕量抗生素類和其他有毒有機污染物。這些污染物難以被凈水廠中常用的凈水工序有效去除。光

2、催化技術有望同時解決上述的兩個問題。光催化過程會產(chǎn)生的羥基自由基會氧化病菌的細胞壁和胞內物質，進而徹底殺死病菌，抑制“光復活”的發(fā)生。此外，光催化技術對水中痕量的有機物也有強大的去除能力?；诖?，為了同時實現(xiàn)水體消毒和去除痕量有機污染物，本研究在市售紫外消毒器的基礎上,設計并構建了額定處理量為150 L/h的連續(xù)流光催化水處理設備，并考察了其消毒和有機污染物去除性能。主要的研究內容和實驗結果如下：
　　(1)連續(xù)流光催化水處理設備

3、的構建。該設備由紫外線反應器腔體、催化劑載體構件、進水泵、流量調節(jié)閥、渦輪流量計、紫外傳感器、溫度傳感器、控制系統(tǒng)、數(shù)顯屏組成；其中原水管路和進水泵的吸口連接，進水泵的出水口連接流量調節(jié)閥，流量調節(jié)閥連接渦輪流量計，渦輪流量計連接到紫外線反應器腔體。其中，催化劑載體構件可以被加工成各種形狀，尺寸需要和反應器腔體匹配使之可以填入其中，并便于安裝和拆卸，可以隨時更換。本實驗設計并加工了雙螺旋構型的催化劑載體，在10.5 mJ/cm2的紫外輻

4、照劑量下，其對E.coli的去除率為3.33 log10，高于平行板的3.00 log10和波紋板的3.06 log10。故選用雙螺旋作設備的催化劑載體構型。
　　(2)催化劑負載及反應器去除細菌、有機污染物性能。分別用溶膠凝膠法和陽極氧化法將TiO2負載于催化劑載體構建上。場發(fā)射掃描電鏡圖片表明薄膜狀TiO2和管狀TiO2光催化劑被成功負載于鈦基底表面。紫外-可見吸收光譜數(shù)據(jù)表明負載二氧化鈦后的復合材料在紫外光波段具有良好的光吸

5、收性能。X射線衍射表明兩種方法制備的 TiO2均主要以銳鈦礦004晶型呈現(xiàn)。超聲振蕩實驗證明了兩種方法負載的 TiO2和鈦基底之間具有較好的機械強度。將載體置于紫外反應器腔體之中，考察其消毒和去除有機污染物的性能。在42 mJ/cm2的紫外輻照劑量下，光催化消毒過程對E.coli的去除率高達5.45 log10值，顯著地高于紫外線消毒過程。同時，考察了不同進水濃度和不同輻照劑量下的滅菌效果，設備表現(xiàn)出了較好的穩(wěn)定性。此外，反應器對苯酚和

6、磺胺甲惡唑也展現(xiàn)了良好的降解能力，循環(huán)三次進水處理，二者的去除率分別為32.1%和99.4%。
　　(3) TiO2/GR(GR)復合材料催化劑的制備及其去除細菌、有機污染物性能研究。靜態(tài)光催化降解苯酚實驗證明TiO2/GR(1 wt%)是最佳配比的催化劑，其對苯酚的一階降解速率常數(shù)為4.02 mg/L·h，高于其他質量分數(shù)配比的復合材料。將催化劑負載于雙螺旋載體上進行連續(xù)流水處理實驗，結果表明 TiO2/GR出水的菌濃度比 Ti