版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、目前,光電催化氧化作為一種新的水處理技術(shù)還停留在實(shí)驗(yàn)室小型研究階段。雖然圍繞增大TiO2膜電極的表面積,選擇合適的電極基底材料以及設(shè)計(jì)高效的反應(yīng)器已經(jīng)做了大量的工作,但一直以來(lái),反應(yīng)器中光能的利用率問(wèn)題往往被人們忽視。實(shí)驗(yàn)室研究所用的光電反應(yīng)器幾乎都是將光電極完全浸入反應(yīng)液中,這樣會(huì)引起以下幾個(gè)問(wèn)題:一是激發(fā)光的利用率低;二是傳質(zhì)效率不高;三是反應(yīng)器能耗高、裝置較為復(fù)雜。本文針對(duì)傳統(tǒng)光電反應(yīng)器激發(fā)光利用率低、傳質(zhì)效率不佳和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜
2、等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了三種光電液膜反應(yīng)器——轉(zhuǎn)盤光電液膜反應(yīng)器(RPEC)、斜板光電液膜反應(yīng)器(GSPEC)和雙轉(zhuǎn)盤光電池液膜反應(yīng)器(DRPC),通過(guò)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)或者廢水的循環(huán)流動(dòng)在光陽(yáng)極表面形成幾十微米厚的液膜,不但大大降低了激發(fā)光在到達(dá)光催化劑表面前,而且強(qiáng)化了廢水的傳質(zhì)效率。主要研究?jī)?nèi)容如下: ⑴通過(guò)直接熱氧化法、陽(yáng)極氧化法和溶膠.凝膠法制備了TiO2/Ti電極,考察了三種方法制備的電極的光電響應(yīng)性能:分別將三種電極組裝成動(dòng)態(tài)光陽(yáng)
3、極的轉(zhuǎn)盤光電液膜反應(yīng)器(RPEC),處理羅丹明B(RB)模擬染料廢水,考察了其光催化活性及其影響因素。結(jié)果表明,550℃熱處理2小時(shí)的溶膠.凝膠TiO2/Ti電極(SG-TiO2/Ti)的光電響應(yīng)性能和光催化效率最佳。SG-TiO2/Ti電極的X-射線衍射(XRD)和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)分析結(jié)果表明,TiO2納米粒子在Ti基底上分布均勻,主要為銳鈦礦,粒徑約為50nm。SG-TiO2/Ti轉(zhuǎn)盤光電液膜反應(yīng)器處理RB的最佳條件為:
4、偏壓0.4V;pH2.5;0.5g L-1Na2SO4和轉(zhuǎn)速90 rpm。降解20mg L-1RB溶液90分鐘,色度及TOC去除率分別為97.2%和72.7%。SG-TiO2/Ti穩(wěn)定性和平行性都很好。處理印染廢水原水,同一片電極10次的平均脫色率為68.0±1.0%;10片TiO2/Ti電極的平均脫色率為67.6±2.4%。 ⑵RPEC與傳統(tǒng)光電反應(yīng)器(CPEC)處理染料廢水的對(duì)比結(jié)果表明,由于在轉(zhuǎn)盤光電液膜反應(yīng)器中,激發(fā)光
5、只需透過(guò)幾十微米的液膜即可照射到光陽(yáng)極表面,避免了反應(yīng)液自身對(duì)激發(fā)光的吸收而造成的光損失,大大提高了激發(fā)光的利用率;同時(shí)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)加強(qiáng)了溶液的傳質(zhì),最終使得轉(zhuǎn)盤光電液膜反應(yīng)器處理20-150 mg L-1RB的單位電極面積的RB去除量提高到傳統(tǒng)光電液膜反應(yīng)器的1.03-6.75倍。提高的倍數(shù)隨RB的濃度增加而增加,并與TiO2/Ti電極自身的光催化活性呈正相關(guān)關(guān)系。轉(zhuǎn)盤光電液膜反應(yīng)器還可有效處理實(shí)際印染廢水原水和預(yù)處理水,提高其可生化性
6、。降解150分鐘,脫色率分別達(dá)到81%和77%;TOC去除率分別達(dá)到51%和21%;BOD5/COD比值分別由32.6%和34%升高到48.5%和42.1%。 ⑶發(fā)展了靜態(tài)光陽(yáng)極的斜板光電液膜反應(yīng)器(GSPEC),其處理RB的最佳條件為:偏壓0.8V;pH2.5;2.0gL-1Na2SO4和廢水流速7.7L h-1。降解20mg L-1RB溶液90分鐘,色度和TOC去除率分別為97.3%和76.2%。經(jīng)GC-MS分析表明,RB
7、的光電催化降解途徑主要是氧化過(guò)程,RB可被降解為小分子有機(jī)酸,直至礦化為CO2和H2O。處理50mg L-1活性艷紅X-3B(RBR)時(shí),120分鐘的色度和TOC去除率分別為97.7%和85%;處理100mg L-1活性艷藍(lán)X-BR(RBB)時(shí),120分鐘的色度和TOC去除率分別為69.5%和43.2%。同一片電極30次處理20 mg L-1 RB的平均脫色率為86.8±5.3%,標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.5%。與CPEC處理染料廢水的比較結(jié)果與R
8、PEC的結(jié)果類似,由于在斜板光電液膜反應(yīng)器中,通過(guò)廢水的循環(huán)流動(dòng),同時(shí)強(qiáng)化了激發(fā)光的利用率和廢水的傳質(zhì)效率,最終強(qiáng)化了降解效率。處理印染廢水1(150分鐘)和印染廢水2(180分鐘),脫色率均達(dá)到85%;TOC分別達(dá)到55%和51%。表明斜板光電液膜反應(yīng)器能夠有效地降解實(shí)際印染廢水。 ⑷通過(guò)添加NH4F對(duì)SG-TiO2/Ti摻雜,使光陽(yáng)極的光響應(yīng)波長(zhǎng)由400nm擴(kuò)展到440nm,但同時(shí)其紫外光響應(yīng)的光催化活性有所下降。無(wú)論是T
9、iO2/Ti電極還是摻雜TiO2/Ti電極,利用斜板光電液膜反應(yīng)器(GSPEC)均可利用免費(fèi)光源——太陽(yáng)光作激發(fā)光源,有效地使染料溶液脫色,從而進(jìn)一步降低光電催化水處理的能耗。 ⑸在RPEC的基礎(chǔ)上,本著進(jìn)一步降低RPEC的能耗和提高效率的思想,提出了雙轉(zhuǎn)盤光電池液膜反應(yīng)器(DRPC),即將Cu電極制備成轉(zhuǎn)盤,與TiO2/Ti轉(zhuǎn)盤電極固定在伺一轉(zhuǎn)軸上,利用Ti與N型半導(dǎo)體TiO2接觸產(chǎn)生的肖特基勢(shì)壘,將光生電子自發(fā)轉(zhuǎn)移向Ti表
10、面,然后轉(zhuǎn)移至與之等電位的Cu電極表面,并在Cu電極表面被飽和溶解氧捕獲經(jīng)一步或多步生成H2O2,H2O2可進(jìn)一步參與染料的氧化降解,從而實(shí)現(xiàn)TiO2/Ti和Cu雙極氧化,由此達(dá)到進(jìn)一步提高效率和降低能耗的目的。雙轉(zhuǎn)盤光電池液膜反應(yīng)器對(duì)染料脫色具有普遍性,處理10種不同的染料30min,脫色率為16.9%-99.9%。處理印染廢水2,135分鐘的脫色率和TOC去除率分別達(dá)到90%和49%,表明它可快速、高效降解實(shí)際印染廢水。
11、⑹DRPC、RPEC和GSPEC的比較結(jié)果表明,DRPC比RPEC和GSPEC更高效,而且更低耗,更適合用于處理高濃度染料溶液。 ⑺采用冪指數(shù)方程法建立了RB廢水的轉(zhuǎn)盤光電催化多因素降解動(dòng)力學(xué)模型為:Ct= C0exp(-0.0604010.5383Q0.6670E0.8766R0.4666C0-0.6065t)該模型能較好地描述RPEC催化降解RB廢水的擬一級(jí)反應(yīng)過(guò)程。本文研制的三種液膜反應(yīng)器處理RB的表觀動(dòng)力學(xué)常數(shù)的大小順
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫(kù)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 復(fù)合轉(zhuǎn)盤光電液膜反應(yīng)器對(duì)染料廢水的脫色研究.pdf
- 膜生物反應(yīng)器處理偶氮染料廢水的研究.pdf
- 三維電極反應(yīng)器處理染料廢水的研究.pdf
- 膜生物反應(yīng)器處理印染廢水的研究.pdf
- 生物膜反應(yīng)器處理印染廢水的研究.pdf
- 膜酵母反應(yīng)器(MYR)處理馬鈴薯淀粉廢水研究.pdf
- 膜生物反應(yīng)器處理乳制品廢水的研究.pdf
- 浸沒(méi)式膜-SBR反應(yīng)器處理焦化廢水研究.pdf
- 膜生物反應(yīng)器處理洗滌廢水的試驗(yàn)研究.pdf
- 無(wú)紡布膜生物反應(yīng)器處理洗浴廢水的研究.pdf
- 改進(jìn)膜生物反應(yīng)器處理廢水的試驗(yàn)研究.pdf
- Fenton預(yù)處理-序批式生物膜反應(yīng)器處理模擬染料生產(chǎn)廢水研究.pdf
- Fenton預(yù)處理-鐵強(qiáng)化厭氧反應(yīng)器處理染料廢水.pdf
- 膜生物反應(yīng)器(MBR)處理味精廢水效果研究.pdf
- 無(wú)機(jī)膜-生物反應(yīng)器處理啤酒廢水試驗(yàn)研究.pdf
- 膜生物反應(yīng)器處理黃姜皂素廢水試驗(yàn)研究.pdf
- 水解酸化—膜生物反應(yīng)器處理采油廢水研究.pdf
- 移動(dòng)床膜生物反應(yīng)器處理模擬廢水的研究.pdf
- Biofilter生物膜反應(yīng)器處理生活廢水的實(shí)驗(yàn)研究.pdf
- 膜生物反應(yīng)器處理高濃度有機(jī)廢水的研究.pdf
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論