半导体光催化氧化处理有机磷农药废水的试验研究

摘要

有机磷农药废水具有COD浓度高、盐度高、残余有机磷农药含量高、毒性大等特点，一直是废水治理的一个难点。为降低废水中有机磷农药的毒性，需对有机磷农药废水进行预处理试验，以提高废水的可生化性。光催化氧化技术作为一种先进的高级氧化技术，具有氧化能力强，二次污染小，可以无选择性地将各种污染物最终矿化为无机离子的优点，近年来在有机污染物处理中得到广泛的关注。 本文利用TiO<,2>光催化氧化处理有机磷农药模拟废水，对光催化氧化的各影响因素进行了试验研究，找出其最佳参数后，根据最佳参数并结合实际废水的情况对山东大成农药厂的敌敌畏合成废水进行了试验研究，并探讨了敌敌畏农药的降解途径。研究结果如下： 1)通过正交试验，研究发现对光催化降解效率影响的主次顺序为：光照强度>pH值>曝气量>TiO<,2>含量。最佳水平为：光照强度为40W；pH值为2；空气量为1.5L/min；催化剂用量为300mg/L。光催化降解初始浓度(以COD计)为1000mg/L的敌敌畏有机磷模拟废水，180min后最佳的降解效率达到40％以上。 2)采用单因素试验分别探讨了以上4因素以及催化剂种类，原水浓度，有机磷农药种类等对TiO<,2>光催化降解效率的变化规律。结果表明：TiO2<,2>最佳用量400mg/L，酸碱性介质中，适宜的空气量1.5L/min，光强增大，原水浓度降低，加入适量H<,2>O<,2>都有利于敌敌畏农药模拟废水的降解；德国p25的光催化效果>实验用的光催化剂>微米级催化剂；氧化乐果模拟废水的COD降解率>敌敌畏>二者的混合废水，敌敌畏模拟废水的PO<,4><,3->生成率>氧化乐果>二者的混合废水：太阳聚光照射3h，对于进水浓度为1000mg/L的敌敌畏模拟废水，其COD的去除率仅为12.4％，大大低于紫外光光源的降解效果。 3)对山东大成农药厂的实际敌敌畏生产废水进行光催化试验研究表明，进水COD为1179.38mg/L，总有机磷为262.79mg/L，TOC为556.18mg/L，光催化5h后，虽然废水的COD去除率、无机磷生成率、TOC去除率仅分别为24.10％，36.66％，18％，但是BOD<,5>/COD的值则由0.18提高到0.68，废水可生化性得到大大改善。 4)分析讨论了TiO<,2>光催化氧化有机污染物过程中，OH的形成及其氧化有机物的机理，并探讨了光催化氧化敌敌畏农药的两个可能途径。

目录

文摘

英文文摘

声明

前言

第1章有机磷农药生产废水及其处理现状

1.1有机磷农药废水概况

1.1.1有机磷农药生产废水分类

1.1.2有机磷农药生产废水的特点

1.2有机磷农药废水处理技术现状

1.2.1物理处理法

1.2.2化学处理法

1.2.3生物处理法

1.3有机磷农药废水处理中存在的问题和发展方向

1.3.1有机磷农药废水处理中存在的问题

1.3.2有机磷农药废水处理的发展方向

第2章半导体光催化氧化及其应用

2.1半导体光催化氧化发展概况

2.2半导体光催化氧化机理

2.3半导体光催化氧化有机废水的特点

2.4半导体光催化氧化在工业废水处理中的应用研究现状

2.4.1光催化氧化在工业废水处理中的应用现状

2.4.2光催化氧化在农药废水处理中的应用现状

2.5半导体光催化氧化的发展前景

第3章试验研究的目的、内容和方法

3.1任务来源

3.2试验研究目的

3.3试验研究内容和方法

3.3.1研究方法

3.3.2测试项目和方法

3.3.3实验器材、设备和药剂

第4章TiO2光催化氧化处理有机磷农药模拟废水的试验研究

4.1试验设计

4.1.1试验装置

4.1.2试验废水

4.1.3半导体催化剂

4.1.4试验方法

4.1.5试验检测和控制指标

4.2光催化降解敌敌畏农药废水的试验研究

4.2.1正交试验结果及讨论

4.2.2单因素试验结果及讨论

4.2.3不同光照时间不同农药的降解率比较

4.2.4太阳光下的敌敌畏不同光照时间降解率

4.3小结

第5章TiO2光催化氧化处理敌敌畏合成废水的试验研究

5.1概述

5.1.1山东大成敌敌畏农药生产工艺

5.1.2敌敌畏合成废水水质情况

5.2光催化试验研究

5.2.1试验步骤

5.2.2试验方案

5.3试验结果及讨论

5.3.1敌敌畏合成废水光催化效果

5.3.2可生化性研究

5.3.3实际废水不同稀释倍数的COD去除率

5.4 UV/TiO2光催化氧化敌敌畏农药废水机理

5.4.1 UV/TiO2光催化氧化有机物机理

5.4.2 UV/TiO2光催化氧化敌敌畏农药机理

5.5小结

第6章结论和建议

6.1结论

6.2建议

致谢

参考文献

个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文