光催化膜反應(yīng)器在印染廢水深度處理中的應(yīng)用進(jìn)展
一、引言
印染廢水因含有復(fù)雜芳香族結(jié)構(gòu)染料，具有色度深、可生化性差、毒性高等特點(diǎn)。傳統(tǒng)處理方法難以徹底去除發(fā)色基團(tuán)，而光催化膜反應(yīng)器（Photocatalytic Membrane Reactor, PMR）通過將光催化氧化與膜分離技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了高效脫色與礦化，成為近年來的研究熱點(diǎn)。
二、技術(shù)原理與反應(yīng)機(jī)制
PMR系統(tǒng)主要由以下部分組成：
光催化涂層膜：通常以TiO?、g-C?N?或其復(fù)合物為催化劑；
紫外光源或可見光激發(fā)裝置；
錯(cuò)流過濾系統(tǒng)，提升傳質(zhì)效率；
自清潔功能：光催化產(chǎn)生的自由基可分解膜表面污染物。
其核心機(jī)制包括：
光激發(fā)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)；
活性物種（·OH、h?）攻擊染料分子；
膜孔截留大分子中間體；
實(shí)現(xiàn)同步氧化與分離。
三、系統(tǒng)構(gòu)型與發(fā)展現(xiàn)狀
目前主流構(gòu)型包括：
平板式光催化膜組件；
中空纖維膜涂覆TiO?層；
可見光響應(yīng)型復(fù)合膜材料；
多級(jí)串聯(lián)模塊用于連續(xù)運(yùn)行。
四、關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化
影響PMR性能的主要因素包括：
光照強(qiáng)度與波長；
膜通量與錯(cuò)流速率；
催化劑負(fù)載方式與厚度；
pH值與電解質(zhì)種類；
反應(yīng)時(shí)間與進(jìn)水濃度。
五、實(shí)際應(yīng)用案例
某紡織廠采用g-C?N?/TiO?復(fù)合膜反應(yīng)器處理活性艷紅X-3B廢水，在紫外照射下色度去除率達(dá)99%，COD去除率為93%，膜污染速率降低40%，系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定，出水可回用于漂洗工序。
六、未來發(fā)展方向
開發(fā)高效可見光響應(yīng)型光催化材料；
探索太陽能驅(qū)動(dòng)的光催化膜系統(tǒng)；
構(gòu)建模塊化設(shè)備便于中小企業(yè)部署；
推動(dòng)與MBR、RO等工藝集成；
結(jié)合AI模型預(yù)測最佳運(yùn)行參數(shù)。
