ＢｉＶＯ４可见光催化处理成衣水洗废水

书第３０卷第８期２０１１年８月环境化学ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＣＨＥＭＩＳＴＲＹＶｏｌ．３０，Ｎｏ．８Ａｕｇｕｓｔ２０１１２０１１年３月９日收稿．广西教育厅科研项目（Ｎｏ．２００８０８ＬＸ４０６）；玉林师范学院重点科研项目（Ｎｏ．２０１０ＹＪＺＤ１３，２０１１ＹＪＺＤ１４）资助．通讯联系人，Ｅｍａｉｌ：ｇｃｌ＿１０９＠１６３．ｃｏｍＢｉＶＯ４可见光催化处理成衣水洗废水杨家添１陈渊１，２刘国聪１，２谢祖芳１李朝程１（１．玉林师范学院化学与材料学院，玉林，５３７０００；２．玉林师范学院新材料研发和化学生物传感技术所，玉林，５３７０００）成衣水洗废水水质波动大、成分复杂，总体上属于含有一定色度、一定量难生物处理物质的纺织有机废水．因此，治理成衣水洗废水势在必行．ＢｉＶＯ４作为一种新型可见光催化剂得到了人们的广泛关注，但以ＢｉＶＯ４为光催化剂用于模拟废水处理的研究较多，将其应用于成衣水洗废水等实际废水处理的研究还鲜见报道．本文采用自制的ＢｉＶＯ４对成衣水洗废水进行处理，详细考察催化剂用量、空气流量、溶液ｐＨ值、助氧化剂Ｈ２Ｏ２、光照强度等因素对废水光催化处理的影响，以期为开发成衣水洗废水处理的新工艺提供参考．１实验部分１．１废水来源本实验废水取自广西玉林市福绵区某家成衣水洗厂的出水口，水样混浊呈蓝黑色，静置沉淀后取上层水样进行测定，其ＣＯＤＣｒ为９６１．９７ｍｇ·Ｌ－１，ｐＨ值为６．７，废水在４６０ｎｍ处的吸光度为０．９４６．１．２成衣水洗废水的处理反应在自制带有循环水的玻璃反应器中进行成衣水洗废水光催化处理实验．称取０．２ｇＢｉＶＯ４（自制）加入到１００ｍＬ经静置沉淀后的废水中，避光搅拌３０ｍｉｎ以达到吸附平衡，空气通入流量为１２０Ｌ·ｈ－１，加入助氧化剂Ｈ２Ｏ２１．０ｍＬ，然后将其置于４００Ｗ金属卤化物灯（飞利浦亚明照明有限公司）下进行光催化处理，在实验过程中不断进行磁力搅拌，每隔３０ｍｉｎ取样１次，离心除去催化剂粉末后，取上清液测定其ＣＯＤＣｒ和吸光度．２结果与讨论２．１催化剂用量对废水光催化处理的影响ＢｉＶＯ４光催化剂用量对光催化处理成衣水洗废水的结果如表１所示．从表１可以看出，添加催化剂后，成衣水洗废水的ＣＯＤＣｒ去除率明显提高．不加催化剂时，光照反应１８０ｍｉｎ，成衣水洗废水的ＣＯＤｃｒ去除率仅为５０．３２％．废水的ＣＯＤＣｒ去除率随着催化剂用量的增加从１．０ｇ·Ｌ－１时的７５．８５％增加到２．０ｇ·Ｌ－１时的８５．１７％，但当ＢｉＶＯ４光催化剂用量增加至３．０ｇ·Ｌ－１时，废水的ＣＯＤＣｒ去除率有所下降．实验中最佳催化剂的用量为２．０ｇ·Ｌ－１．２．２空气流量对光催化处理的影响空气流量对光催化处理成衣水洗废水的影响如表２所示．从表２可以看出，当空气流量为１２０Ｌ·ｈ－１时，成衣水洗废水的ＣＯＤＣｒ去除率最高．当空气流量较大时，氧气含量提高，被吸附在催化剂表面的氧（溶解氧）也越多，对光生电子的俘获效果越好，处理效果得到提高．但当空气的流量达到一定程度时，氧气在催化剂表面的吸附趋于饱和，此时再增加氧流量，不会再提高处理的效果．相反，还可能使得氧气与光接触的几率降低，降低其作为氧化剂的作用，使ＣＯＤＣｒ去除率下降．因此，实验中选取空气流量为１２０Ｌ·ｈ－１．表１ＢｉＶＯ４用量对废水ＣＯＤＣｒ去除率的影响／％处理时间／ｍｉｎＢｉＶＯ４用量／（ｇ·Ｌ－１）０１．０２．０３．０４．０００００００３０１５．５５２８．２８３０．６４２７．３９２６．９５６０２６．６４５３．９５５５．７４５２．４４５２．６４９０３２．４８５８．８２６６．５６６５．８４５５．５１１２０４２．４４５９．７７８３．３６６９．４６５５．９５１５０４８．６２７０．０３８４．８１７３．３５６．３９１８０５０．３２７５．８５８５．１７７７．６５７．０５表２空气流量对废水ＣＯＤＣｒ去除率的影响／％处理时间／ｍｉｎ空气流量／（Ｌ·ｈ－１）０６０１２０１８００００００３０２７．１０２８．４４３０．６４２７．０５６０３８．９１４３．７８５５．７４４０．５７９０３９．５９４８．６７６６．５６４６．７６１２０４６．３８５３．０２８３．３６５０．７２１５０４６．８３６０．１１８４．８１５８．１１１８０５５．４３６２．８９８５．１７５９．８２８期杨家添等：ＢｉＶＯ４可见光催化处理成衣水洗废水１５１５２．３溶液的ｐＨ值对光催化处理过程的影响溶液的ｐＨ值对光催化处理成衣水洗废水的影响如表３所示．从表３可以看出，在中性和偏酸条件下废水的ＣＯＤＣｒ去除率都较高，当ｐＨ＝６．７（废水的自然ｐＨ值）时ＣＯＤＣｒ去除率最高，达到８５．１７％，而当溶液为碱性时ＣＯＤＣｒ去除率较低．考虑到排放标准要求出水ｐＨ值在６—９之间，本试验采用在废水的自然ｐＨ值（ｐＨ＝６．７）下进行处理反应．２．