TiO2／活性炭光催化技术在印染废水深度处理中的应用研究

第21卷第6期2008年12月污染防治技术P0LLUT10NCONTR0LTECHN0L0GYVo1．21，No．6Dec．，2008TiO2／活性炭光催化技术在印．染废水深度处理中的应用研究冯丽娜。刘勇健(苏州科技学院，江苏苏州215011)摘要：通过TiO／活性炭光催化剂的光催化氧化作用，对印染废水的生化处理出水进行深度处理。实验考察了pH值、催化剂负载次数、光照时间、催化剂投加量等因素对处理效果的影响。实验结果表明：催化剂负载次数为4次，光照时间30min，催化剂投加量为3g时，处理效果最佳。此时出水COD达到50ms／L，色度为2，达到印染行业回用水的标准。关键词：TiO／活性炭光催化；正交试验；印染废水；回用。中图分类号：0643．36；X791文献标识码：AAppliedStudyontheScienceofLight—CatalyzedReactionUsingTiO2／ACPhotoCatalystintheAdvancedTreatmentofPrintingandDyeingWastewaterFENGLi—na，LIUYong—jian(SuzhouInstituteofTechnology，Suzhou，Jiangsu215011，China)Abstract：Advancedtreatmentofprintinganddyeingwastewaterbythescienceoflight—catalyzedreactionusingTiO2／ACpho—toeatalyst，throughtheorthogonalarayexperiments，wecanknowthedifferentdegreeofimpactonthetreatmenteffection．ItwaspH，thenumberoftimesofcatalystload，thetimeoflightapplication，photocatalystdosage．Attheoptimalconditions，theeffluentCODreached50mg／L，chromareached2，allmetthereuserequirementsofprintinganddyeingwater．Keywords：TiO2／activecarbonphotoeatalyst；orthogonalarrayexperiments；printinganddyeingwastewater；reuse引言光催化氧化技术，是以太阳光为潜在的辐射源，激发半导体催化剂而产生空穴和电子对，具有很强的氧化还原作用。当用于降解水中有机物时，光生空穴将产生·OH等强氧化性自由基，可以成功地分解水中包括难降解有机物在内的大多数污染物⋯。它还具有将水中微量的有机物分解的功能。由于它有可能利用自然的太阳光能，从而大大降低了运行成本，因此具有良好的应用前景，为较好解决水污染问题，提供了一种新方法和新思路。TiO，光催化剂材料，近几年来一直是材料学及催化科学研究的热点。TiO以其廉价无毒、腐蚀性小、无二次污染等诸多优点，被认为是当前最具有开发前景的绿色环保型光催化剂。通过对比实验发现，单独用TiO降解有机物和单独用活性炭对水中的有机物进行吸附的效果，都远远次于TiO，／活性炭负载体系的处理效果。因为TiO，在进行光催化降解有机物时，首要条件就是将有机物的分子吸附在催化剂的表面。本实验条件下，由于处理对象的浓度较低，TiO光催化剂与有机物分子碰撞频率较低，吸附作用进行得缓慢，因此限制了光催化反应的速率，对于TiO／活性炭负载体系，因为活性炭的高吸附性能，使废水中的有机物迅速在活性炭周围聚集，很快便在活性炭表面富集大量的有机分子，并进一步向与活性炭相复合的光催化剂表面扩散，迅速在催化剂表面产生吸附，为进一步的光催化降解提供了大量的有机分子。用颗粒活性炭作为载体，将TiO的光催化活性与活性炭的吸附性能结合在一起，有助于解决光催化剂的流失、分离和回收问题，利于光催化活性的提高]。收稿日期：2008一lO一15；修订日期：2008—12一O5作者简介：冯丽娜(1983一)，女，河北省张北县人，在读硕士研究生。研究方向为水污染控制。2008年12月冯丽娜等．TiO／活性炭光催化技术在印染废水深度处理中的应用研究1实验部分1．1仪器和试剂仪器：DJJ一1增力电动搅拌器；DHG一9033BS一Ⅲ电热恒温鼓风干燥箱；PHB～8型笔式pH计；JY3002型电子天平；可调万用电炉；30W紫外灯；自制反应器。试剂：钛酸丁酯、冰乙酸、无水乙醇、颗粒活性炭等，均为分析纯。实验用废水取自吴江市某印染厂废水的二级处理出水，COD在300左右。1．2TiO，／活性炭光催化刺的制备1．2．1载体的预处理取适