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《武汉科技大学》 2004年
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纳米氧化钛光催化氧化处理焦化工业废水

陈华圣  
【摘要】:本论文在对纳米氧化钛光催化氧化处理印染废水、造纸废水和多种模拟废水技术总结的基础上,较为系统地研究了纳米氧化钛光催化氧化处理焦化废水。实验表明,采用光催化氧化处理焦化废水是成功的。本文的主要研究内容和结论有: 1.通过色谱-质谱技术分析了焦化废水中的有机污染物。其成分主要为各种酚类,总含量为489.8 mg/L,占有机污染物总量的69.30%。除酚外还含有四氢呋喃、苯及苯系物、吡啶、萘及萘系物、喹啉、异喹啉、吲哚、芴、菲、葸、咔唑等有机物。色谱-质谱分析显示:TiO_2对焦化废水的去除是有效的,绝大部分有机物可以被很好的降解。 2.通过对不同光催化剂、光源、光反应器的分析,筛选出了活性高的光催化剂,设计出了高效的光催化反应器,并在此基础上,研究了不同的工艺条件对光催化活性的影响,优化出了最佳的工艺条件。研究发现: ① 对TiO_2的添加量来说有一个最佳值0.5g/L; ② 对于反应体系的pH值来说,降解COD和酚,最佳的pH值为7;降解NH_4~+-N,pH值越大越有利于降解; ③ 对氧气来说,有氧条件下的光催化氧化能力远远高于无氧条件下的氧化能力,氧气通入量也存在一个最佳值2.5 L/h,通入氧气和通入空气对反应活性几乎没有差别; ④ 对H_2O_2来说,在无氧条件下加入H_2O_2会起到与氧气等同的作用,最佳的加入量为3 mL/L: ⑤ 对TiO_2热处理温度来说,最佳的热处理温度为700℃; ⑥ 对于光催化反应时间来说,最适宜的时间为10个小时,再增加反应时间对COD、酚、NH_4~+-N降解率没有太大的贡献。 ⑦ 正交实验显示:各因素的影响顺序为:对于COD降解率来说,pH值>光照时间>TiO_2添加量;对于酚和NH_4~+-N降解率来说,pH值>TiO_2添加量>光照时间。 3.在最优条件下,废水中COD可降解83.33%,酚含量可降低98.24%。 4.通过半导体复合实验发现:SnO_2包覆TiO_2对光催化活性的提高是可行的,SnO_2对光催化活性的提高在包覆量大于5%比较明显。
【学位授予单位】:

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