光催化氧化技術(shù)去除水中表面活性劑的研究.pdf

1、光催化氧化作為一種高級氧化技術(shù)，與傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比具有無二次污染，選擇性小，處理效率高等顯著優(yōu)點，近年來在難降解有機(jī)污染物的處理中得到了廣泛的關(guān)注和研究，是一種具有較高研究價值和發(fā)展前景的水處理技術(shù)。本研究是基于市購耐高溫、易變形的玻璃纖維網(wǎng)展開的，通過溶膠一凝膠法制成負(fù)載型TiO<,2>膜，用于含表面活性劑原水的深度處理。 研究發(fā)現(xiàn)，在TiO<,2膜的制備過程中，溶膠一凝膠液中各組分配比對成膜效果有較大影響，且制膜條件的選擇

2、也十分重要，從根本上影響了催化劑TiO<,2的晶型結(jié)構(gòu)從而影響了其活性。經(jīng)過試驗，最終確定所采用的溶膠一凝膠液各組分體積比為鈦酸四正丁酯∶無水乙醇∶水∶硝酸=8∶72∶1∶0.05，涂膜成功后在自然干燥環(huán)境下晾干，然后在500℃下培燒1.5小時，此涂膜培燒過程反復(fù)進(jìn)行3次。 在自制TiO<,2>膜的基礎(chǔ)上，以365nm波長的黑光燈作為紫外光源，通過小試試驗，進(jìn)行了原水中表面活性劑去除效果的影響因素研究，試驗結(jié)果表明： (

3、1)TiO<,2>膜放置層數(shù)：在本試驗條件下，考慮透光率和催化劑量之問的平衡，選擇放置三層催化劑膜為最佳層數(shù)，此時表面活性劑去除率最高，在100min內(nèi)可達(dá)到85﹪； (2)光強：增大光強可以增加照射到Ti02表面的光予數(shù)量，提高催化活性，加快反應(yīng)速率。當(dāng)光強在0.25mW/cm<'2>～0.55 mW/cm<'2>范圍內(nèi)變化時，光強與反應(yīng)速率常數(shù)呈成線性關(guān)系，表達(dá)關(guān)系式為： k=0.0034I+0.0019 其中：k——反應(yīng)速

4、率常數(shù)(mg/L·min)；I——光強(mW/cm<'2>)。 (3)溫度：反應(yīng)溫度的變化對光催化反應(yīng)的影響不大，升高溫度對提高催化活性的作用十分有限，因此可以認(rèn)為光催化氧化技術(shù)在不同的溫度條件下具有良好的運行穩(wěn)定性； (4)反應(yīng)物初始濃度：反應(yīng)遵循Langmuir-Hinshelwood動力學(xué)模型，即當(dāng)表面活性劑初始濃度較低時(1mg/L)，呈一級反應(yīng)動力學(xué)規(guī)律；當(dāng)表面活性劑濃度2mg/L和5mg/L時，呈零級反應(yīng)動力

5、學(xué)規(guī)律； (5)干擾物.將表面活性劑配入自來水中進(jìn)行目標(biāo)污染物的降解反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)表面活性劑與其他離子共存時，由于離子間的相互競爭吸附使得去除率明顯下降。但是表面活性劑在存在離子干擾下還是得到了一定的去除，證明了光催化氧化仍然是種有效的去除表面活性劑的方法。 試驗還研究了待處理原水中ToC濃度隨反應(yīng)進(jìn)行的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)TOC的去除率明顯低于表面活性劑本身的去除率。因此可以認(rèn)為光催化氧化技術(shù)去除原水中的表面活性劑是分步進(jìn)行的