一體式光催化氧化與生物降解反應(yīng)器處理酚類廢水.pdf

1、光催化是處理難降解有機廢水的有效方法之一,但有時光催化只能部分改變有機物分子結(jié)構(gòu)而不能使其完全礦化,往往還需用生物方法進行后續(xù)處理使其完全礦化,或雖能使其完全礦化但成本較高。本課題將光催化和生物降解緊密地結(jié)合為一體,針對含2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)和苯酚廢水進行光／生物組合處理。其原理是:難降解有機物在光催化作用后可被微生物所降解,從而提高效率。研究內(nèi)容包括：TiO2光催化劑與生物膜能否有效地結(jié)合于一體；2,4,6-TCP

2、在光／生物組合作用下的降解機理及動力學以及與單獨降解時的異同。研究過程中,擬采用輕質(zhì)多孔陶瓷載體同時負載TiO2和生物膜,以解決TiO2催化劑與生物膜技術(shù)一體化的關(guān)鍵問題。主要研究內(nèi)容包括：
　　 ⑴實驗分別比較了4種方法降解2,4,6-TCP和苯酚的效率,即在單獨的光催化氧化、單獨的生物法、先光催化氧化再生物降解與生物降解一體化等條件下的降解效率及其礦化的程度。結(jié)果表明：:2,4,6-TCP溶液的間歇實驗中,相同濃度2,4,6

3、-TCP溶液在光催化作用下的降解速率高于生物降解速率,但低于光／生物一體化組合的方法。2,4,6-TCP的濃度在10-30 mg·L-1的范圍內(nèi),隨著初始濃度的升高,2,4,6-TCP初始降解速率呈上升趨勢。
　　 ⑵隨著2,4,6-TCP的降解,溶液中2,4,6-TCP濃度降低,Cl-濃度升高,約為整個2,4,6-TCP中Cl的質(zhì)量的三分之一,可以解釋為2,4,6-TCP在反應(yīng)的過程中分子結(jié)構(gòu)被破壞,從苯環(huán)上脫掉了一個Cl原子

4、,形成了其他的中間產(chǎn)物。采用間歇和連續(xù)兩種實驗方式對苯酚2,4,6-TCP的混合溶液進行處理,在間歇實驗條件下,光／生物一體化組合對混合液的去除效果最好。對溶液中苯酚的降解,一體化組合方法最好,生物次之,光催化氧化作用最差。在連續(xù)實驗時,一體化組合方法對苯酚和2,4,6-TCP的去除速率比單獨的光催化,單獨生物降解要高,COD的平均去除率也是最高,達90％以上。同樣濃度的混合液,停留時間越長,苯酚和2,4,6-TCP地去除效果越好。

5、r>　　 ⑶通過對2,4,6-TCP以及苯酚和2,4,6-TCP的混合溶液在幾種不同的分步組合和光／生物一體化耦合的降解規(guī)律進行比較分析可知:光／生物一體化組合的降解效果最好2,4,6-TCP和苯酚混合液的COD的去除率也是最好的。幾種不同耦合方法,光催化預(yù)處理的時間越短,生物作用的時間越長,礦化的效果越好。通過降解苯酚和2,4,6-TCP的研究,從理論上證明光催化劑與生物膜結(jié)合于一體并能有效地用于難降解有機廢水的可行性,為光催化與生