光催化-膜反應(yīng)器在水處理中的應(yīng)用及其改進(jìn).pdf

1、本文主要研究使用光催化／膜反應(yīng)器來(lái)去除天然有機(jī)物，為了提高天然有機(jī)物的去除效率和有效降低膜的污染程度，本實(shí)驗(yàn)對(duì)當(dāng)前使用的光催化／膜反應(yīng)器進(jìn)行了改進(jìn)，分別對(duì)光催化劑和微濾膜進(jìn)行了表面改性。在所有的實(shí)驗(yàn)中，在光催化之前經(jīng)過(guò)二氧化鈦對(duì)天然有機(jī)物的三十分鐘的吸附，絕大部分的天然有機(jī)物已經(jīng)被二氧化鈦吸附到表面，為接下來(lái)的光催化反應(yīng)做好準(zhǔn)備。紫外光開始照射后，在光催化反應(yīng)的初始階段溶液中的天然有機(jī)物的濃度會(huì)逐漸的升高，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的反應(yīng)然后再慢慢降

2、低。這主要是由于經(jīng)過(guò)光催化反應(yīng)，天然有機(jī)物被逐漸地降解，降解后的天然有機(jī)物由于二氧化鈦對(duì)其吸附能力的下降等因素從二氧化鈦的表面解吸了下來(lái)。隨著反應(yīng)時(shí)間的增長(zhǎng)，被解吸下來(lái)的天然有機(jī)物可以被二氧化鈦重新吸附，最終達(dá)到降解。 使用氧化鐵粒子對(duì)二氧化鈦表面進(jìn)行改性的方法可以大幅提高在光催化反應(yīng)初始階段的天然有機(jī)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(yīng)活性，從而最終天然有機(jī)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(duì)天然有機(jī)物的額外吸附，使用表面改性的二氧化鈦粒子的實(shí)驗(yàn)比使用原始二氧化鈦，膜的污染有了很明顯的降低。 對(duì)于使用氧化鐵粒子對(duì)微濾膜表面進(jìn)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(shí)，改性膜的優(yōu)勢(shì)更加的明顯。由于吸附在膜表面上的氧化鐵粒子對(duì)天然有機(jī)物有很強(qiáng)的吸附能力，因而在光催化的過(guò)程中，從二氧化鈦表面解析下來(lái)的天然有機(jī)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(jī)物而造成的膜的堵塞或者天然有機(jī)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(shí)，改性膜和原始膜的污染程度與膠體粒子的粒徑有關(guān)。當(dāng)表面水中膠體粒子大部分為大粒徑粒子時(shí)，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(shí)改性膜的膜污染要比原始膜要嚴(yán)重。這主要是由于相對(duì)較小的膠體粒子嚴(yán)重的堵塞了在膜表面的氧化鐵修復(fù)層，從而形成了密度很高的“污染界面層”。這個(gè)“污染界面層”在總的膜阻力