纳米TiO_2光催化降解焦化废水的实验研究_翟增秀

收稿日期：2011-07-05纳米TiO2光催化降解焦化废水的实验研究翟增秀1，邹克华2，冯炜3（1.天津市联合环保工程设计有限公司，天津300191；2.天津市环境保护科学研究院国家环境保护恶臭污染控制重点实验室，天津300191；3.天津大学化工学院，天津300072）摘要：以焦化废水为研究对象，研究了在微波辅助的条件下通过水解法制备出平均粒径为4.27nm的纳米级TiO2粒子光催化的效果及其影响因素，结果表明：UV/TiO2用于降解高浓度的焦化废水效果不是很理想，该粒子比较适用于焦化废水的深度处理。并确定了最佳的实验条件为反应时间2h、TiO2投加量1g/L、30%H2O2的投加量5mL/L以及不需要调整废水pH。关键词：TiO2；光催化；焦化废水中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1005－8206（2011）05－0012－03ExperimentalResearchonPhotocatalyticDegradationofNano-TiO2forCokingWastewaterZhaiZengxiu1,ZouKehua2,FengWei3（1.TianjinAlliedEnvironmentProtectionEngineeringandDesignCo.,Ltd,Tianjin300191;2.StateKeyLaboratoryofEnvironmentalProtectionOdorPollutionControl,TianjinAcademyofEnvironmentalSciences,Tianjin300191;3.SchoolofChemicalEngineeringandTechnology,TianjinUniversity,Tianjin300072）Abstract：Takingcokingwastewaterasthestudyingobject,photocatalyticeffectanditsinfluencingfactorsofnano-TiO2thatwasaveragediameterof4.27nmandpreparedbyhydrolysismethodwithmicrowave-assistedconditionswerestudied.TheresultsshowedthatthedegradationeffectforahighconcentrationofcokingwastewaterbyusingTiO2particlesandultravioletrayswasnotideal,sotheTiO2particlesaresuitableforadvancedtreatmentofcokingwastewater.Andthebestexperimentalconditionswerefound,thatistosay,reactiontimeistwohours,dosageofTiO2is1g/L,dosageof30%H2O2is5mL/L,anditisnotnecessarytoadjustpHofwastewater.Keywords：titaniumdioxide；photocatalytic；cokingwastewater焦化废水是由原煤的高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中产生的。废水成分复杂，其水质随原煤组成和炼焦工艺而变化。本实验研究的焦化废水经GC/MS检测结果显示：焦化废水中含有数十种无机和有机化合物。无机化合物主要是大量氨盐、硫氰化物、硫化物、氰化物等；有机化合物除酚类外，还有单环及多环的芳香族化合物，含氮、硫、氧的杂环化合物等，其中如吲哚、萘、喹啉、茚等，对环境有较大危害，是一种很难处理的工业废水。过去，国内外去除焦化废水中的NH3-N和COD主要采用生化法，且以普通活性污泥法为主，该方法可有效去除焦化废水中酚、氰类物质，但对于难降解有机物和NH3-N去除效果较差，难以达标排放。因此，笔者采用微波辅助水热法自制的TiO2光催化的方法探究其对焦化废水的降解效果。1实验1.1实验主要试剂与仪器主要仪器：微波实验炉（型号ML08S-1，南京汇研微波系统工程有限公司）；电热鼓风干燥箱（型号DGG-103，天津市天宇实验仪器有限公司）；电力搅拌器（型号Z93-1B，天津市利华仪器厂）。主要试剂：氨水（分析纯，天津大学科威公司）；硫酸钛（化学纯，上海天莲精细化工有限公司）；硫酸（分析纯，天津大学科威公司）；氯化钡（分析纯，上海天莲精细化工有限公司）。1.2掺氮纳米TiO2的制备在微波辅助的条件下通过水解法制备纳米TiO2。称取一定量的Ti（SO4）2置于预先配制的pH=2的H2SO3溶液，使Ti（SO4）2酸溶液的浓度为100g