光催化耦合微生物法一體化處理難降解有機廢水研究.pdf

1、隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，水體污染日益嚴(yán)重，已嚴(yán)重影響人類的生存環(huán)境。常規(guī)水處理方法中的生物法，具有處理量大、成本低、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。缺點是高濃度有機污染物對微生物有毒害作用。因此高級氧化技術(shù)(AOPs)中的光催化氧化法受到廣泛關(guān)注，但光催化處理效率低，難以處理量大且污染物濃度大的廢水。針對各種方法的不足，本文論文采用一種新型的處理方法——光催化耦合微生物法一體化法，并采用光催化循環(huán)床生物膜反應(yīng)器(photocatalyticcircu

2、lating-bed biofilm reactor, PCBBR)檢驗其降解酚類污染物的性能。主要研究內(nèi)容分為以下幾個方面:
　　(1)以實驗室制備的TiO2作為光催化劑，采用低溫超聲浸漬法制備TiO2/PUF載體，并將微生物接種于載體內(nèi)部，在PCBBR中研究了其降解酚類污染物的性能。實驗結(jié)果表明，TiO2為單純的銳鈦礦，且均勻分布在聚氨酯(PUF)表面，生物膜厚度為0.5～1mm生長在載體內(nèi)部。在8W紫外燈下，載體量（與反應(yīng)器

3、容積的體積比）為30％，苯酚的初始濃度為100mg·L-1，耦合處理(P&B)在HRT為3h時，去除率為97.26％;2，4，5-三氯苯酚(2，4，5-TCP)的初始濃度為20mg·L-1，HRT為6h，耦合處理2，4，5-TCP去除率可達90.28％。另外，COD和TOC的去除率由大到小為P&B＞P＞B。
　　(2)采用經(jīng)過700℃煅燒后的有序介孔TiO2(OMT)作為光催化劑，采用低溫超聲浸漬法制備有序介孔TiO2/PUF載體

4、。實驗結(jié)果表明:有序介孔TiO2/PUF載體為大孔/介孔材料，OMT為單純的銳鈦礦，且成有序的六角形介孔結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器啟動后，微生物多為球狀菌和桿狀菌。8W紫外燈下，載體量為30％，苯酚的初始濃度為100mg·L-1，3h后P&B的苯酚去除率可以達到98.96％，2，4，5-TCP的初始濃度為20mg·L-1、HRT為6h、耦合處理2，4，5-TCP去除率可達94.4％。另外，采用P&B的方式降解酚類污染物的TOC去除率都在90％以上。<

5、br>　　(3)采用800℃條件下制備的SiO2-TiO2作為光催化劑，并在低溫超聲浸漬條件下制備有序介孔SiO2-TiO2/PUF載體。實驗結(jié)果表明:經(jīng)800℃煅燒后SiO2-TiO2仍為銳鈦礦，存在著Ti-O-Si鍵，且成有序的六角形介孔結(jié)構(gòu)，微生物為球狀菌，桿狀菌形態(tài)清晰。在8W紫外燈下，載體量為30％，苯酚的初始濃度為100mg· L-1，3個小時的耦合處理出水濃度基本為0mg·L-1;2，4，5-TCP的初始濃度為20mg·L

6、-1、HRT等于6h、2，4，5-TCP去除率可達100％。另外，COD和TOC在P&B處理的條件下，去除率均在95％以上。
　　(4)在三個體系中，進行動力學(xué)分析結(jié)果表明:P和P&B滿足Langmuir-Hinshelwood(L-H)一級反應(yīng)動力學(xué)模型，B滿足Haldane模型。當(dāng)COD增加時，溶解氧(DO)從11～14.7mg·L-1降低到5～11mg·L-1證明反應(yīng)器為好氧微生物體系;懸浮固體含量(MLSS)的數(shù)值較小，證