光催化臭氧联用降解糖蜜酒精废水的研究

第39卷第5期2010年5月辽宁化工LiaoningChemicallndustryVo1．39，No．5May．2010光催化臭氧联用降解糖蜜酒精废水的研究刘红梅，刘自力，杨振武，黄彦科(1．广州化学试剂厂，广东广州510288；2．广丙大学化学化T学院，广西南宁5300043．广州大学化学化T学院，广东，州510000)摘要：采川光催化臭氧联刷手段降解糖蜜洒精废水。j紫外可见分光光度计检测，以糖蜜酒精废水的脱色率为价基准，考察了光催化臭氧联川降解糖蜜酒精废水的_r艺条件，发现催化剂用量、光照时间、臭氧流量、物料的pH值等都影响糖蜜酒精废水的降解。实验结果表明：光催化与良氧联H】对糖蜜酒精废水的降解效率高于单一光催化和单一臭氧催化的降解效率；最佳反应条件：光照时问120rain，气流量为48L／h，催化剂JL}j造和臭氧流量的最佳值分别为0．25L干¨0．2g／L，pH<4或pH>I2，脱色率达到90％以上。关键词：光催化；臭氧化；脱色；糖蜜}1}If精废水中图分类号：x703文献标识码：A文章编号：10040935(2010)05045704糖蜜酒精废水是以糖蜜为原料，经发酵后醪液在初塔蒸馏出酒精后排放的高浓度、色深、酸度大的有机废弃液。南于废水量大，污染物浓度岛，大多数呈棕黑色，其中所含的类黑色素、棕色素难以被微生物降解，耐温、耐光照，放置时间延长其色值小减，冈此脱色是处理中的一个难点。虽然国内外已经采用或尝试过多种方法和措施，如：蒸发浓缩焚烧法J、，生化处理J，氧化塘法J、光催化等，因这些措施普遍存在生产运行不良、处理效果不理想或者成本太高、普及面狭窄等问题。昕以研究多种技术联用的办法处理难降解废水具有现实意义。近』卜年来，罔内外在难降解有机废水处理方面开展了较多的研究，其中高级氧化法(AOPs，Ad—vaneedOxidationProcesses)以其巨大的潜力及独特的优势脱颖而m”。由于高级氧化法能产生大量非常活泼的羟基自由基·OH，·OH具有很强的氧化能力，其氧化能力(2．80V)仅次于氟(2．87V)，它作为反应的巾间产物，可以诱发一系列的链反应，如作为生化处理的前处理或深度处理，可降低处理成本。已有研究表明，高级氧化法能扩大处理有机污染物的范围，氧化难以生物降解的有机物。为此，本文以糖蜜酒精废水为处理对象，探讨了多种因素对光催化一臭氧联用技术的影响，以便为该方法的应用奠定基础。1实验部分1．1仪器与试剂SGY一1型多功能光化学反应仪(南京斯东柯)；TU一1901型双光束紫外可分光光度汁(北京普析)；Nabertherm程序式智能焙烧炉(德国TUV．GS公司)；NPF30W臭氧发生器(山东绿邦)；PHSJ一4A型实验室PH计(海精密科学)；离心沉淀器(汀苏江阴)；ACO系列电磁式空气压缩机(浙汀森森)；钨酸铵(CP)；五水硝酸铋(广东汕头两陇，AR)；其他药品均为分析纯1．2催化剂的制备Bi，O一WO催化剂是利川态物理学的反应方法合成。按金属原子摩尔比称量Bi(NO)·5H，O和钨酸钱，放于研钵中允分研磨至完全均匀混合，然后装入坩埚放入空气气氛巾的程序式智能焙烧炉中焙烧，焙烧温度1073K，时间3h，之后研磨成比较细的粉体，备。基金项目收稿日期：作者简介：通讯联系人广西大学科学技术研究重点项目(2004ZD01)；广西研究生创新教育计划项目(2008105930817DO04)广州市氢能与绿色催化重点实验室(广州大学)；开放课题基金项目(2008l2l103)。2010-03—19刘红梅(1977一)，女，硕士．1自力，E一,nail：gzdxlzl@gmail．COIll4581．3实验装置与方法实验装置见图1。口。口图1实验装置图1一气泵；2一柱；3一氧发生器；4一调节阀；5一转子流量计；6一多功能光化学反应仪；7一缓冲瓶；8一KI吸收液；9一排空。糖蜜废水以1：30稀释(体积比)，常温常压下间歇式反应，废水用量200m【／釜，催化剂用量250mg／L，光源为300W高压汞灯(辐射主波长为365nm)，气体流量48L／h，臭氧浓度0．062g／L，反应时间120rain。1．4分析方法本文采用紫外一可见分光光度计对降解不同时段后的糖蜜酒精废水进行扫描，根据文献¨。。坨以475Hill处吸光度的变化来分析脱色效果。脱色率计算公式为：，J％=(，l0—4t)／A0×100％(1)式【f1：D一脱色率；一初始溶液的吸光度；A．一各反席Z阶段的吸光度2结果与讨论2．1反应时间对脱色率的影响反应时间对废水脱色率的影响很大，是工业中作为经济成本的考虑的重要因素，在实际应用中具有现实意义，脱色率随反应时间的变化见图2。／nm图2反应时间对脱色率的影响气流量24lJh，200nlg催化剂，反应时间150rain，取样间隔