光催化技術(shù)因其鮮明的特點被認為是最具發(fā)展?jié)摿Φ乃幚砑夹g(shù)之一�，F(xiàn)階段,制約光催化實際應(yīng)用的瓶頸問題未得到根本性解決,針對目標水體特性選擇光催化與其它工藝組成聯(lián)合工藝,通過兩者優(yōu)勢互補獲得更好處理效果,則更具實際意義。本文針對光催化技術(shù)處理難降解有機廢水、印染廢水以及硝酸鹽污染地下水時存在的缺陷,分別組建聯(lián)合工藝,進行了光電聯(lián)合催化處理苯酚廢水、電化學-光催化組合工藝處理酸性橙Ⅱ廢水以及生物慢濾-光催化組合技術(shù)處理硝酸鹽微污染地下水的研究。主要結(jié)論如下： (1)采用光電聯(lián)合催化工藝處理苯酚廢水,在發(fā)揮光催化、電化學各自降解功效的同時產(chǎn)生了協(xié)同作用,溶液中氯離子的存在可以顯著地提高協(xié)同增強的效應(yīng)。在光催化和電化學工藝間的交互影響下氧化物質(zhì)產(chǎn)率的提高是聯(lián)合體系中協(xié)同增強作用出現(xiàn)的原因。光電聯(lián)合工藝可明顯縮短苯酚降解以及礦化的時間,提升單位電耗的礦化效率。在電流密度30mA/cm2、NaCl投加量0.3g/L、pH為6左右的反應(yīng)條件下,初始濃度50mg/L苯酚在2.5小時內(nèi)被完全去除,降解6小時后,TOC去除率達到75%； (2)采用電化學-光催化組合工藝處理酸性橙Ⅱ廢水,電化學氧化前處理使溶液迅速褪色的同時也使大分子有機物發(fā)生了分解,有效的提高了后續(xù)光催化氧化工藝的TOC降解速率；而后續(xù)的光催化氧化工藝可無選擇的氧化有機物,避免降解過程中出現(xiàn)中間產(chǎn)物的累積。3L初始濃度50mg/L的酸性橙Ⅱ溶液經(jīng)1h電解加上6h光催化氧化降解,TOC的去除率達到了81%,礦化所需時間大大縮短。組合工藝完成50%礦化率時的耗電量僅是電化學工藝完成相同礦化率耗電量的71%； (3)采用生物慢濾-光催化組合工藝處理硝酸鹽氮微污染地下水,組合工藝中前置的生物慢濾工藝可有效地脫除水中的硝酸鹽,后置的光催化氧化工藝則對慢濾出水中殘余的有機物、氨氮以及細菌總數(shù)起到削減作用。當原水硝氮含量在27.8-43.7mg/L,濾速0.35m/h,以碳氮比2：1外加碳源時,組合工藝出水硝氮含量低于《生活飲用水衛(wèi)生標準》中的規(guī)定,經(jīng)過后續(xù)光催化處理后CODMn和細菌總數(shù)也達到飲用水的要求。
【學位單位】：中國地質(zhì)大學（北京）
【學位級別】：博士
【學位年份】：2011
【中圖分類】：X703
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 水污染的概況
        1.1.1 水體有機物污染及處理
        1.1.2 印染工業(yè)廢水污染及處理
        1.1.3 地下水硝酸鹽氮污染及處理
    1.2 光催化氧化技術(shù)概述
        1.2.1 基本原理
        1.2.2 光催化技術(shù)在水處理應(yīng)用中的研究進展
        1.2.3 光催化技術(shù)應(yīng)用中存在的主要問題
    1.3 光催化聯(lián)合工藝研究進展
        1.3.1 光催化電化學聯(lián)合工藝
        1.3.2 光催化生物法聯(lián)合工藝
        1.3.3 光催化和其它工藝聯(lián)合
    1.4 本研究擬解決的科學問題和實際意義
    1.5 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線
第2章 光電聯(lián)合處理難降解有機廢水
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 主要試劑與儀器
        2.2.2 固載型光催化劑的制備
        2.2.3 實驗裝置
        2.2.4 實驗方法
        2.2.5 測試方法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 聯(lián)合工藝與單獨工藝比較
        2.3.2 協(xié)同作用機理分析
        2.3.3 動力學分析
        2.3.4 運行條件對于光電聯(lián)合降解苯酚的影響
        2.3.5 反應(yīng)條件的優(yōu)化
    2.4 小結(jié)
第3章 電化學-光催化組合工藝處理印染廢水
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 主要試劑與儀器
        3.2.2 固載型光催化劑的制備
        3.2.3 實驗裝置
        3.2.4 實驗方法
        3.2.5 測試方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 電化學技術(shù)處理酸性橙Ⅱ廢水
        3.3.2 光催化技術(shù)處理酸性橙Ⅱ廢水
        3.3.3 電化學-光催化組合工藝處理酸性橙Ⅱ廢水
    3.4 小結(jié)
第4章 生物慢濾-光催化組合工藝處理硝酸鹽微污染地下水
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 主要試劑與儀器
        4.2.2 固載型光催化劑的制備
        4.2.3 生物慢濾改性活性炭的制備
        4.2.4 實驗裝置
        4.2.5 實驗方法
        4.2.6 測試方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 光催化劑氧化性能實驗
        4.3.2 生物慢濾性能實驗
        4.3.3 生物慢濾-光催化組合工藝研究
    4.4 小結(jié)
第5章 結(jié)論與建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議
參考文獻
致謝
攻讀博士期間科研成果

【參考文獻】

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本文編號：2893635