光催化氧化技術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，與傳統(tǒng)水處理技術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污染物的處理中得到了廣泛的關注和研究，是一種具有較高研究價值和發(fā)展前景的水處理技術。本研究是基于市購耐高溫、易變形的玻璃纖維網展開的，通過溶膠一凝膠法制成負載型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的晶型結構從而影響了其活性。經過試驗，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進行3次。 在自制TiO<,2>膜的基礎上，以365nm波長的黑光燈作為紫外光源，通過小試試驗，進行了原水中表面活性劑去除效果的影響因素研究，試驗結果表明： (

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內可達到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，加快反應速率。當光強在0.25mW/cm<'2>～0.55 mW/cm<'2>范圍內變化時，光強與反應速率常數(shù)呈成線性關系，表達關系式為： k=0.0034I+0.0019 其中：k——反應速

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

5、學規(guī)律； (5)干擾物.將表面活性劑配入自來水中進行目標污染物的降解反應，發(fā)現(xiàn)當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濃度隨反應進行的變化規(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。因此可以認為光催化氧化技術去除原水中的表面活性劑是分步進行的