光催化氧化法处理难降解有机废水的研究

摘要

以半导体材料为催化剂的光催化氧化法是近年来兴起的一种现代水处理技术，与传统方法相比，具有高效、稳定、无二次污染以及适用各类有机污染物降解等突出优点，因而为难降解有机废水的工业化处理提供了新思路和新途径。本文在阐述光催化氧化技术的基础上，较为系统的研究了光催化氧化技术处理难降解有机污染物的反应机理、影响因素及动力学规律，并进一步在实验室规模上对实际印染废水的光催化降解进行了可行性研究，为光催化技术的工业化应用提供了一定的参考和依据。 实验主要内容包括： (1)以锐钛矿型Ti02为光催化剂，选取有代表性的难降解污染物苯酚作为处理对象，在Ti02悬浆体系中，以高压汞灯为光源，考察分析了催化剂投加量、苯酚初始浓度、反应时间、反应液pH值、光照强度及催化剂焙烧温度等因素对光催化降解苯酚处理效果的影响规律； (2)对Ti02悬浮体系降解苯酚的反应动力学进行了试验研究，结果表明，其降解动力学可用Langmuir—Hinshelwood动力学方程来描述。在本实验条件下，一级反应速率常数k与初始浓度C0近似成负一级反应；几种不同初始浓度苯酚溶液的光催化降解过程均服从一级反应动力学方程； (3)将Ti02光催化氧化工艺分别与Fenton、03、H202三种高级氧化工艺相结合，比较分析其耦合工艺处理苯酚的作用机理及处理效果。结果表明，耦合工艺在氧化机理及工艺上均是高效可行的，它们的氧化能力由高到低的顺序为：UV／Ti02／Fenton>UV／Ti02／H202>UV／Ti02／03； (4)以镇江市某印染厂产生的可生化性差的污水为处理对象，研究了半导体光催化氧化法处理实际难降解印染废水的可行性。选取对光催化降解效果影响较大的四个因素进行正交优化，得出处理该废水的最佳工艺条件为：市售30nmTi02光催化剂投加量为4g／l，光源为300W高压汞灯，光照时间为120min，反应体系初始pH值为7。在该条件下，经光催化氧化处理后，印染废水的COD去除率为46.92﹪，脱色率为90．34﹪，可生化性显著提高；且Ti02光催化剂经回收可反复利用。根据光催化氧化技术降解实际印染废水的特点，认为其适于作为前期处理工艺与其他工艺相结合，以获得对印染废水更佳的处理效果。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章TiO2悬浆体系光催化降解苯酚影响因素的研究

第三章光催化氧化降解苯酚反应动力学研究

第四章光催化氧化与其它高级氧化工艺耦合的研究

第五章半导体光催化处理实际印染废水可行性研究

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文