TiO_2_浮石光催化降解活性艳红X_3B的中试研究_李晓斌

第26卷第9期2006年9月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.26No.9Sep.,2006TiO2/浮石光催化降解活性艳红X-3B的中试研究李晓斌1,2,呼世斌2,袁松虎1,周涛1,陆晓华1(1.华中科技大学环境科学研究所,湖北武汉430074;2.西北农林科技大学生命科学学院,陕西杨陵712100)[摘要]采用TiO2/浮石悬浮态光催化剂,对活性艳红X-3B模拟废水进行了光催化降解的中试研究。考察了催化剂投加量、曝气量、溶液pH、投加助剂H2O2、污染物初始浓度对光催化效率的影响。结果表明,TiO2/浮石在中试条件下对活性艳红X-3B有较好的降解效果;催化剂最佳投加质量浓度为45g/L,增大曝气量和pH,适当投加助剂H2O2有利于光催化降解效率的提高;活性艳红X-3B的光催化降解过程符合负一级反应动力学规律,反应速率常数与活性艳红X-3B模拟废水初始浓度之间具有近似负一级的动力学关系。[关键词]TiO2;浮石;光催化;活性艳红X-3B[中图分类号]X703.1;X788[文献标识码]A[文章编号]1005-829X(2006)09-0065-04Abstract:ThephotocatalyticdegradationofactivebrightredX-3BinpilotscalehasbeeninvestigatedbyusingTiO2/pumice.TheeffectsoftheconcentrationofTiO2/pumice,aerationrate,pH,theadditionofH2O2andtheinitialconcentrationofactivebrightredX-3BonthetreatmentefficiencyofactivebrightredX-3Bhavebeenstudied.TheresultsindicatethatTiO2/pumicehadhighphotocatalyticeffectonthedegradationofactivebrightredX-3B.TheoptimalconcentrationofTiO2/pumiceisabout45g/L.Theincreasesofaerationvolume,pHanddosageofH2O2arefavorabletothephotocatalyticdegradationofactivebrightredX-3B.ItisobservedthatthephotocatalyticdegradationofactivebrightredX-3Bisconformedtonegativefirstorderreactionkinetics,andtheapparentkineticreactionrateconstantandtheinitialactivebrightredX-3Bconcentrationcouldbedescribedbynearlynegativefirstorderkinetics.Keywords:TiO2;pumice;photocatalysis;activebrightredX-3BPilotresearchonthetreatmentofactivebrightredX-3BbyTiO2/pumiceLiXiaobin1,2,HuShibin2,YuanSonghu1,ZhouTao1,LuXiaohua1(1.EnvironmentalScienceResearchInstitute,HUST,Wuhan430074,China;2.CollegeofLifeSciences,NorthwestA&FUniversity,Yangling712100,China)[基金项目]国家863计划项目(2002AA601300)染料废水含有大量的残留染料、浆料、助剂等有机物,具有浓度高、色度深、有机物成分复杂、毒性大、生物降解性差等特点,难以治理。其中偶氮染料活性艳红X-3B作为印染废水的主要成分,成为染料废水治理的主要对象〔1〕。传统的处理方法效果欠佳,甚至还会造成二次污染〔2,3〕。TiO2光催化技术以其能耗低、易操作、廉价、无二次污染等特点〔4〕,近年来广泛应用于染料废水的治理中〔5～7〕,但由于悬浮态的TiO2粉末难于分离、回收困难,易堵塞管道,故不利于工程应用。因此光催化剂的研究成为该项技术工业化应用的关键。华中科技大学环境科学研究所曾采用自制的可悬浮大粒径(15～30mm)TiO2/浮石催化剂在微波辅助光催化体系中对染料废水进行了小试研究〔8〕,为了进一步考察这种催化剂工业应用的可行性,笔者在光催化中试装置上对其处理活性艳红X-3B模拟废水的性能进