光催化-生物法處理揮發(fā)性有機(jī)物的試驗研究.pdf

1、隨著大量有機(jī)溶劑使用，揮發(fā)性有機(jī)物(volatile organic compounds，VOCs)不斷排入到環(huán)境中，我國每年約有2200萬噸VOCs進(jìn)入空氣，對環(huán)境安全和人體健康產(chǎn)生巨大危害。
　　 本文針對甲苯氣體污染較嚴(yán)重、電子工業(yè)甲苯和乙醇溶劑的使用產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)污染的現(xiàn)狀，選取甲苯、甲苯和乙醇混合氣體為研究對象，通過對甲苯的光催化活性,對以氮摻雜TiO2(N-TiO2/zeolite)作為光催化劑，在紫外可見復(fù)合光下進(jìn)

2、行光催化-生物法處理甲苯、甲苯和乙醇混合氣體的性能進(jìn)行研究，對甲苯光催化氧化后的中間產(chǎn)物進(jìn)行GC-MS分析，并進(jìn)行機(jī)理和動力學(xué)分析。為光催化-生物法技術(shù)在VOCs污染控制應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　 光催化凈化甲苯的性能試驗研究表明，以N-TiO2/zeolite作為光催化劑，在紫外光催化60min、可見光催化90min、紫外可見復(fù)合光催化120min時甲苯降解效率分別可達(dá)54.2％、26.7％、62.5％；相應(yīng)的適宜空床停留時間(EB

3、RT)均為4.5s。與TiO2/zeolite光催化劑相比，在紫外光照射下N-TiO2/zeolite的光催化降解甲苯的平均降解效率提高15.3％。
　　 光催化-生物法降解甲苯氣體的試驗研究表明，能夠有效去除含甲苯氣體，降解效率可達(dá)96.7％。適宜的試驗條件是進(jìn)氣濃度為300mg/m3，pH=7.2，循環(huán)液噴淋量為9.5L/h，EBRT為121.3s。
　　 光催化-生物法對甲苯和乙醇混合氣體的試驗研究表明，能夠有效去

4、除含甲苯和乙醇混合有機(jī)氣體，甲苯和乙醇的光催化-生物降解效率分別可達(dá)98.6％和95.7％。適宜的試驗條件為：甲苯進(jìn)氣濃度為430mg/m3，乙醇進(jìn)氣濃度為390mg/m3，pH=6.5，循環(huán)液噴淋量為6.8L/h，空床停留時間121.3s。
　　 根據(jù)氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)結(jié)果表明紫外可見復(fù)合光催化降解甲苯的中間產(chǎn)物有甲基-乙二醛和乙烯基-甲基酮存在，推測光催化-生物法降解甲苯氣體的機(jī)理可描述為光催化使價帶上的電子被激

5、發(fā)躍遷到導(dǎo)帶，并在光生空穴下被強力氧化，生成少量如醛類或酮類中間產(chǎn)物，然后甲苯和中間產(chǎn)物進(jìn)入生物裝置被作為碳源而被氧化為CO2和H2O；推測光催化-生物法降解甲苯和乙醇混合氣體的機(jī)理可描述為復(fù)合光光催化產(chǎn)生具有強氧化性的自由基，自由基氧化甲苯和乙醇混合氣體，發(fā)生光催化降解反應(yīng)，生成更易溶于水和被生物氧化的醇、醛或酸類中間產(chǎn)物，甲苯、乙醇和中間產(chǎn)物進(jìn)入生物裝置后作為能源和碳源被降解為無害的二氧化碳和水。甲苯、甲苯和乙醇混合氣體的光催化氧化