新型材料在COD（化學需氧量）去除中的創新應用與突破，為廢水處理領域帶來了革命性的變化。以下是對該領域新型材料應用與突破的詳細介紹：

一、新型材料的創新應用

功能化納米材料：

研發了綠色安全的低成本光催化劑，如Fe-C3N4和AgCl/ZnO/g-C3N4，這些材料在可見光照射下能高效去除水體中的抗生素及COD。例如，Fe-C3N4-Na2SiO3反應器對養殖廢水中抗生素的去除率可達到80%以上，而AgCl/ZnO/g-C3N4對實際廢水中鹽酸四環素、COD和TOC的去除率分別為82.23%、73.72%、75.59%。

研發了具有超強微塑料吸附性能的磁性納米材料（PEG/Fe3O4），可在10分鐘內迅速分離微塑料顆粒，同時對超微PE的最大吸附量可達2203mg/g，顯示出在去除微塑料及降低COD方面的巨大潛力。

聚合硫酸鐵（PFS）：

作為一種高效的無機混凝劑，聚合硫酸鐵通過吸附架橋、網捕、氧化、沉淀壓縮等機制，能夠顯著降低廢水中的COD濃度。在實際應用中，聚合硫酸鐵對COD的去除率可達到較高水平，如處理鋼鐵廢水時，投加量在15mg/L時，COD去除率可達92%。

鐵碳微電解材料：

針對難降解的工業廢水，鐵碳微電解材料通過微電解作用，能夠高效去除廢水中的高濃度有機物與發色基團，同時破解有毒、有害有機污染物的有毒官能團，顯著提高難降解工業廢水的可生化性。該材料在廢水中色度的去除率達到90~100%，COD的去除率達到50%以上。

木質有機材料與陽離子聚合物結合：

在廢水三級處理中，將木質有機材料與陽離子聚合物結合使用，可以部分替換常規的Al和Fe基無機金屬混凝劑，同時保持或提高COD去除率。這種結合使用可以減少無機混凝劑的劑量，同時提高COD去除效率。

二、創新突破與優勢

高效性：新型材料如功能化納米材料和鐵碳微電解材料，在去除COD方面表現出極高的效率，能夠在短時間內顯著降低廢水中的COD濃度。

環保性：聚合硫酸鐵不含鋁、氯及重金屬離子，對環境友好；而納米材料如Fe-C3N4和AgCl/ZnO/g-C3N4等，在制備和應用過程中也具有較高的環保性。

適用性廣：新型材料適用于多種類型的廢水處理，包括養殖廢水、工業廢水、農業尾水等，顯示出廣泛的適用性。

可持續性：部分新型材料如納米氧化鐵和氮化碳材料，在農田土壤增效減排方面也具有良好效果，能夠優化土壤微生物群落結構、固持養分、促進水稻增產等，體現了納米技術在農業可持續發展中的重要作用。

新型材料在COD去除中的創新應用與突破，為廢水處理領域帶來了新的解決方案和機遇。這些新型材料不僅提高了廢水處理的效率和質量，還降低了處理成本和環境影響，為環境保護和可持續發展做出了重要貢獻。