TiO2光催化处理漂白废水的影响因素

TiO2光催化处理漂白废水的影响因素§陈国宁，王双飞，宋海农(广西大学轻工与食品学院，南宁530004)摘要：以TiO粉末作为光催化剂，中压汞灯作为光源处理漂白废水。研究发现，pH、光催化剂反应浓度、通氧方式、反应时间对光催化氧化去除漂白废水COD值存在显著的影响。结果表明，pH、光催化剂反应浓度均有一个最佳值；氧的通入方式对光催化氧化降解COD也存在显著的影响，通入纯氧对光催化氧化去除COD，效果最好；COD，值随时间延长而持续下降，开始下降速率最快，后期下降速率变慢同时还发现废水色度的下降与COD的下降有着相同的趋势。关键词：TiO：；光催化；漂白废水；化学好氧量中图分类号：X793文献标识码：A文章编号：1001—6309(2004)SO一0059—05在制浆造纸-V业中，漂白废水的处理是一个难题。漂白车间排放的废液中含有大量的木素、氯化有机物等物质，传统的处理方法对处理漂白废水效果不理想，如果把它们直接排放到环境中去，必然会对环境生态造成严重的危害。近十几年来，虽然漂白车间排放废水的污染负荷已经大为降低，但仍然是制浆造纸-V业排放的污染负荷中最主要的部分“。运用光催化氧化技术处理漂白废水是当前漂白废水处理研究中相当活跃的研究领域。TiO：因其易得、耐腐蚀、对光稳定以及较强的光催化氧化能力成为比较理想的光催化剂。用TiO作为光催化剂，利用光催化氧化技术处理漂白废水，该工艺简单清洁，对环境友好，在处PaperandPaperMakingAug2004SO理漂白废水方面有着广阔的应用前景。1实验部分光反应器是SGY1型多功能光化学反应仪，光源是直管形紫外线300W中压汞灯，其主波长在365～577nm范围。本实验选用1200目／英寸的半导体金属氧化物TiO：粉末作为光催化剂。光催化降解过程中体系的CODc变化代表着体系中有机物的光催化降解程度。本实验所采用的漂白废水取自南宁糖纸厂CEH漂白废水，将漂白废水与一定量的光催化剂混合，搅拌使其分散均匀，然后置人光反应装置进行反应。反应过程中持续通以氧气鼓泡，反应12h，每2h取一次样，测量CODc的值。主要考察pH、反应时间、光催化剂浓度、通氧方式对COD去除率的影响，确定最佳反应条维普资讯http://www.cqvip.com件。最后，考察在最佳反应条件下，对漂白废水色度的去除情况。按CPPA标准法测定，计算公式为：色度(c．U)=500A2／A-式中：A——500c．u铂一钴标准液的吸光度(65=0．132)；A：——废水的吸光度(=465nm)。14兮听与：则试样品化学需氧量(codc)的测定使用德国HACH公司的COD反应仪和DR2010分光光度计进行测量[CODcr消化液自配：1000mL的消化液中含8．213g(分析纯)重铬酸钾(K2Cr20)、8．33g的硫酸银(Ag2SO)、166．7mL的水，其余均为98％的浓H2SO】。样品使用梅特勒一托利多的320pH酸度计和UV一2501PC分光光度计测定pH值和吸光度。2实验结果不同pH值条件下CODc的去除率(TiOz0．5g／L，反应12h)pH值68101213a)【b初始值(w~／L)8028028028028020(呶应末值(mg／L)4153602806292CO12~去除率(％)48．355．165．192．388．5表1是漂白废水在不同pH初始值、持续通人工业纯氧条件下，光催化12h后CODc的变化影响情况。可以看出，漂白废水在不同的pH初始值、TiO：浓度均为0．5g／L条件下，CODc的去除效果是显著的。原水样的COD值为802，pH值从6到10阶段CODcr的去除率增加缓慢；当pH值从10上升到12时CODcr的去除率变化最大，达到最大值92．3％，随后pH值增加到13，而COD。去除率降至88．5％。．l'i()，}1一量对圯一：r{l】1)，j晡]TiO：加入量对CODc的影响可以从表2看出。漂白废水在pH=12，持续通人工业纯氧的条件下，光催化反应12h，反应液中TiOz的浓度从0变化到6o表2光催化降解漂白废水不同时间段CODc值(pH=12)单位：mg／Llg／L，当反应液中没有加入光催化剂时，CODc值只下降到385mg／L，而加入TiO2后，各反应终点的COD。值均下降到300mg／L。随着TiO：在反应液中的浓度从0．025g／L变化到0．5g／L，CODc值随时间延长均呈下降趋势，CODcr终点值也一直减小，直到TiO：的浓度达到0．5g／L时，CODc的终点值下降到最低点61g／L；随后，TiO2的浓度继续增加到lg／L时，CODcr的终点值上升到162g／L。由此可以知道，反应液中TiO：浓度的最佳值为0．5g／L(在pH=12、持续通人工业纯氧条件下，光催化反应12h)。：．