光催化-膜反應器在水處理中的應用及其改進.pdf

1、本文主要研究使用光催化／膜反應器來去除天然有機物，為了提高天然有機物的去除效率和有效降低膜的污染程度，本實驗對當前使用的光催化／膜反應器進行了改進，分別對光催化劑和微濾膜進行了表面改性。在所有的實驗中，在光催化之前經過二氧化鈦對天然有機物的三十分鐘的吸附，絕大部分的天然有機物已經被二氧化鈦吸附到表面，為接下來的光催化反應做好準備。紫外光開始照射后，在光催化反應的初始階段溶液中的天然有機物的濃度會逐漸的升高，經過一定時間的反應然后再慢慢降

2、低。這主要是由于經過光催化反應，天然有機物被逐漸地降解，降解后的天然有機物由于二氧化鈦對其吸附能力的下降等因素從二氧化鈦的表面解吸了下來。隨著反應時間的增長，被解吸下來的天然有機物可以被二氧化鈦重新吸附，最終達到降解。 使用氧化鐵粒子對二氧化鈦表面進行改性的方法可以大幅提高在光催化反應初始階段的天然有機物的去除效率，而由于氧化鐵粒子在二氧化鈦表面的存在降低了二氧化鈦的反應活性，從而最終天然有機物的去除效率與原始二氧化鈦粒子相比沒

3、有很好的提高。但由于氧化鐵粒子對天然有機物的額外吸附，使用表面改性的二氧化鈦粒子的實驗比使用原始二氧化鈦，膜的污染有了很明顯的降低。 對于使用氧化鐵粒子對微濾膜表面進行改性的方法，改性膜的污染與原始膜相比有了很大程度的降低，特別是在處理高濃度DOC地表水時，改性膜的優(yōu)勢更加的明顯。由于吸附在膜表面上的氧化鐵粒子對天然有機物有很強的吸附能力，因而在光催化的過程中，從二氧化鈦表面解析下來的天然有機物可以被氧化鐵粒子再次吸收，這樣可以

4、降低由于天然有機物而造成的膜的堵塞或者天然有機物在膜的表面的吸附而造成的膜的污染。在處理含有膠體粒子的地表水時，改性膜和原始膜的污染程度與膠體粒子的粒徑有關。當表面水中膠體粒子大部分為大粒徑粒子時，改性膜的膜污染與原始膜相比有很大程度的降低，然而在處理含有大量小粒徑的地表水時改性膜的膜污染要比原始膜要嚴重。這主要是由于相對較小的膠體粒子嚴重的堵塞了在膜表面的氧化鐵修復層，從而形成了密度很高的“污染界面層”。這個“污染界面層”在總的膜阻力