在過去的幾十年中，隨著人口的迅速增加和淡水資源的減少，用于生活、工業(yè)和農業(yè)用途的消耗性/非消耗性水供應的需求已經(jīng)大大增加。為滿足這一需求，水務部門和政策制定者正在為替代水源做出貢獻，例如再利用水、雨水和灰水。生活中的灰水來自淋浴間、廚房水槽、洗衣機和洗手盆，但不包括廁所廢水?；宜ǔ＞哂休^低的傳染性病原體含量和有機物負荷，因此其處理和再利用受到了廣泛關注。

灰水的處理和再利用可以顯著減少對生活飲用水的需求，但必須謹慎行事，以確保在不損害公共健康和環(huán)境的情況下進行處理。與未經(jīng)處理的灰水回用相關的一些常見問題是氧耗竭（如富營養(yǎng)化）、厭氧條件占主導地位、植物毒性和衛(wèi)生風險。處理后的灰水具有多種再利用潛力，例如沖廁、清潔地板、洗車以及工業(yè)冷卻和清潔應用。各國已經(jīng)制定了基于安全、衛(wèi)生、美學和生態(tài)耐受性的灰水回用和回收指南和標準。

過去應用了許多灰水處理方案，例如物理（膜過濾）、化學（混凝/絮凝、電化學過程）和生物方法（人工濕地、旋轉生物承包商）。在過去的幾十年里，在灰水處理中利用高級氧化工藝（特別是太陽能光催化）被視為一種潛在的方法。與以前的灰水處理方法相比，太陽能光催化系統(tǒng)具有許多優(yōu)點，例如（1）降解新興污染物的效率高；（2）光催化劑的高穩(wěn)定性；（3）去除或礦化各種水性污染物。

圖1 連續(xù)式太陽能光催化反應器示意圖（1-灰水進水槽、2-蠕動泵、3-石墨涂層NT-TiO 2、4-托盤式光催化反應器、5-出水槽、6-可見光燈、7-支架、 8燈座、9保護罩、10冷卻水箱、11水循環(huán)泵）

國外研究人員使用托盤式太陽能光催化反應器（Heber science，型號：HP-SLJV16254）進行連續(xù)模式光催化實驗。使用 150 W 的鹵鎢燈（Heber Scientific）作為波長范圍為 400 至 700 nm 的可見光源。托盤式太陽能光催化反應器（25 cm × 35 cm × 8 cm）填充有固定在石墨上的N-TiO 2納米粒子（作為一層均勻）。流速保持在 20–70 mL/min 的范圍內。N-TiO 2在太陽能光催化反應器（SPCR）中用灰水進行光催化活性測試。灰水中的初始 BP 濃度為 11 毫克/升。反應器在先前工作中提供的最佳條件下運行（pH-3，H 2 O 2劑量-1 g/L，催化劑劑量-5 g/L）。

在這項研究中，連續(xù)流動太陽能光催化反應器成功地用石墨涂層的氮摻雜（GT-NTiO 2）催化劑處理灰水。連續(xù)模式操作顯示出灰水中的 COD、TOC 和 NH 4 -N 的顯著降解。隨著流速的降低，觀察到所有污染物的降解效率都有所提高。最大降低COD-71.8%、TOC-65.1%和NH 4-N-63.7% 在 20 mL/min 的流速下達到。連續(xù)流動太陽能光催化反應器已被證明是從灰水中降解有機物和營養(yǎng)物的有效系統(tǒng)。需要進一步研究光催化劑的改性，如摻雜多種元素等，以增強對有機物和營養(yǎng)物的光催化降解。此外，灰水流出物可用于非消耗性應用（園藝、地板清潔、工業(yè)冷卻水等），消除病原體、重金屬、表面活性劑等。

來源：https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-75278-1_15

Greywater Treatment in Continuous Flow Solar Photocatalytic Reactor Using Graphite Supported Nitrogen-Doped TiO2