一、引言

印染废水因含有复杂芳香族结构染料，具有色度深、可生化性差、毒性高等特点。传统处理方法难以彻底去除发色基团，而光催化膜反应器（Photocatalytic Membrane Reactor, PMR）通过将光催化氧化与膜分离技术相结合，实现了高效脱色与矿化，成为近年来的研究热点。

二、技术原理与反应机制

PMR系统主要由以下部分组成：

光催化涂层膜：通常以TiO₂、g-C₃N₄或其复合物为催化剂；

紫外光源或可见光激发装置；

错流过滤系统，提升传质效率；

自清洁功能：光催化产生的自由基可分解膜表面污染物。

其核心机制包括：

光激发产生电子-空穴对；

活性物种（·OH、h⁺）攻击染料分子；

膜孔截留大分子中间体；

实现同步氧化与分离。

三、系统构型与发展现状

目前主流构型包括：

平板式光催化膜组件；

中空纤维膜涂覆TiO₂层；

可见光响应型复合膜材料；

多级串联模块用于连续运行。

四、关键参数优化

影响PMR性能的主要因素包括：

光照强度与波长；

膜通量与错流速率；

催化剂负载方式与厚度；

pH值与电解质种类；

反应时间与进水浓度。

五、实际应用案例

某纺织厂采用g-C₃N₄/TiO₂复合膜反应器处理活性艳红X-3B废水，在紫外照射下色度去除率达99%，COD去除率为93%，膜污染速率降低40%，系统连续运行稳定，出水可回用于漂洗工序。

六、未来发展方向

开发高效可见光响应型光催化材料；

探索太阳能驱动的光催化膜系统；

构建模块化设备便于中小企业部署；

推动与MBR、RO等工艺集成；

结合AI模型预测最佳运行参数。