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以纳米级TiO₂作为催化剂，在63W、362nm紫外灯的照射下，废水中的有机物在TiO₂表面发生氧化—还原反应而被降解，还可以向反应器中投加适量的H₂O₂（对紫外光起到协同效应），以提高废水中有机物的去除率，工程案例表明光催化氧化反应器对有机物去除率可以维持在20～30%。