Fe_2O_3掺杂TiO_2催化超声降解染料工业废水的研究_任百祥

ResearchontheultrasonicdegradationofwastewaterfromdyeingindustryinthepresenceofFe2O3-dopedTiO2ascatalystRenBaixiang1，SunShubo2（1.CollegeofEnvironmentalEngineering，JilinNormalUniversity，Siping136000，China；2.ShenyangPolytechnicCollege，Shenyang110045，China）Fe2O3掺杂TiO2催化超声降解染料工业废水的研究任百祥1，孙淑波2（1.吉林师范大学环境工程学院，吉林四平136000；2.沈阳职业技术学院，辽宁沈阳110045）［摘要］以Fe2O3掺杂TiO2为催化剂、超声辐照为主要手段对染料工业废水进行了降解实验研究，考察了各种反应参数对染料废水降解效果的影响。结果表明，Fe2O3掺杂TiO2对染料工业废水的超声降解效果具有明显的促进作用。在超声波频率为45kHz、功率为200W、溶液初始pH为2.63、超声反应时间为150min的条件下，染料工业废水的COD去除率为67％，而同样条件下，加入750mg/LFe2O3掺杂质量分数为1.0％的Fe2O3掺杂TiO2，其超声降解废水COD去除率可达92%。［关键词］染料工业废水；超声降解；Fe2O3掺杂TiO2［中图分类号］X703.1［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2010）08-0036-04Abstract：Fe2O3-dopedTiO2hasbeenusedascatalyst，ultrasonicradiationasthemainmeansfordegradingwastew-aterfromdyeingindustry.Theeffectsofvariousreactionparametersonthedegradationofdyeingwastewaterarein-vestigated.TheresultsshowthatFe2O3-dopedTiO2canobviouslyimprovetheultrasonicdegradationefficiencyofwastewaterfromdyeingindustry.Whentheultrasonicfrequencyis45kHz，poweris200W，solutioninitialpHis2.63，andultrasonicreactiontimeis150min，theCODremovalrateofthedyeingwastewateris67%.But，underthesameconditions，theCODremovalratecanreach92%，1.0%ofFe2O3-dopedTiO2ascatalyst，anditsdosageis750mg/L.Keywords：wastewaterfromdyeingindustry；ultrasonicdegradation；Fe2O3-dopedTiO2［基金项目］吉林省教育厅“十一五”科学研究项目（吉教科合字［2007］160号）染料废水成分复杂、毒性强、色度深、有机物和无机盐浓度高、可生化性差，一直是废水治理领域关注的热点和难点之一〔1-3〕。目前常用的废水处理方法主要有生化法、混凝法、吸附法等〔4-6〕，但这些方法普遍存在处理效率低、治理成本高和二次污染等不足。近年来兴起的半导体多相光催化技术在有机废水处理方面受到了人们的普遍关注，在众多的半导体光催化剂材料中，TiO2因其化学性质稳定和催化效率高而倍受重视〔7-8〕。紫外光对非透明物质的穿透能力很低，用其照射染料废水时，光的利用率很低〔9〕。而超声波不存在这样的问题，一般情况下超声波的洞穿能力都在15～20cm。国内外已有利用大功率超声波降解有机污染物的报道〔10-12〕，但该方法耗能多、成本较高，实际应用受到限制。笔者首次提出并采用低功率超声波结合Fe2O3掺杂TiO2催化技术降解实际染料废水，取得了满意的效果。1实验部分1.1废水水样与预处理染料废水由吉林省辽源市某印染企业提供。废水外观呈紫蓝色、混浊、有悬浮物。将原水过滤处理除去悬浮物后作为实验用废水，并测得其pH为9.25，COD为3440mg/L。1.2仪器与试剂751型COD分析测定仪，上海精密科学仪器有第30卷第8期2010年8月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.8Aug.，201036——工业水处理2010－08，30（8）限公司；KQ-系列超声反应器，昆山超声仪器有限公司。Fe2O3，分析纯；TiO2，锐钛矿型，分析纯。1.