厌氧消化—光催化联合法处理工业酒糟废水的实验研究

论文摘要

本论文综述了光催化氧化法在废水处理的研究进展及应用,并概述了光催化的基本机理、反应动力学理论,及TiO2光催化的影响因素。在此基础上,较为系统地研究了采用纳米TiO2光催化氧化处理实际酒糟废水,实验的主要内容包括: （1）采用自制的厌氧生物处理装置处理高浓度有机废水——酒糟废水,废水有机物浓度能从CODcr40000～60000mg/L下降到CODcr500～1200mg/L; （2）自行设计光催化反应装置,以锐钛矿型纳米TiO2作为光催化剂,以厌氧出水作为处理对象,分析考察了光催化剂投加量、光照时间、废水的初始浓度、pH值、曝气量等因素对光催化氧化反应的影响规律; （3）在单因素试验的基础上选择对处理效果影响较大的光催化剂投加量、光照时间、废水的初始浓度、pH值为因素,进行了L9（43）四因素三水平的正交试验,确定了最佳处理工艺条件:废水的初始CODcr浓度600-700mg/L,初始pH9.0,光照时间6小时,光催化投加量2g/L,在此最佳工艺条件下,出水的CODcr、BOD5、SS、色度、pH值均达国家酒精行业污染物浓度排放标准。 （4）同时进行了细菌学检验和TiO2的重复利用率试验。光催化处理后的水中细菌总数≤2个/mL,大肠菌群数≤2个/L。纳米TiO2作为光催化剂可以重复使用三次,可以降低废水处理成本。 该项研究首次将光催化氧化法应用于实际酒糟废水处理中,具有一定的先进性,为以后该项目的深入研究和推广应用提供了理论和试验依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 国内外研究现状
• 1.2 光催化氧化技术在废水处理中的应用
• 1.2.1 有机物污染废水的处理
• 1.2.2 无机污染物废水的处理
• 1.3 光催化氧化技术处理有机废水
• 2光催化氧化的基本机理'>1.4 TiO₂光催化氧化的基本机理
• 1.4.1 机理概述
• 1.4.2 羟基自由基的氧化作用
• 1.4.3 能带位置
• 1.4.4 电子、空穴的捕获
• 2光催化的影响因素'>1.5 TiO₂光催化的影响因素
• 1.5.1 晶体结构
• 1.5.2 催化剂的投加量
• 1.5.3 水溶液的pH值
• 1.5.4 外加氧化剂
• 1.5.5 其它影响因素
• 1.6 选题的目的、意义及研究内容
• 1.6.1 选题的目的、意义
• 1.6.2 研究的主要内容
• 2 工业酒糟废水的厌氧生物处理试验研究
• 2.1 厌氧生物处理的基本原理
• 2.2 实验装置
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 实验仪器和药品
• 2.3.2 分析方法
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 菌种和废水的来源
• 2.4.2 厌氧活性污泥的驯化与培养
• 2.5 小结
• 3 光催化氧化处理酒糟废水的试验研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验装置
• 3.1.2 实验药品和主要仪器
• 3.1.3 化学需氧量的测定方法
• 3.1.4 COD两种测定方法的显著性
• 3.1.5 光催化降解实验
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 催化剂投加量的影响
• cr去除率的影响'>3.2.2 废水的初始pH值对COD_cr去除率的影响
• cr去除率的影响'>3.2.3 废水初始浓度对COD_cr去除率的影响
• cr去除率的影响'>3.2.4 光照时间对COD_cr去除率的影响
• 3.2.5 曝气量的影响
• 3.2.6 光照强度对CODcr去除率的影响
• 3.3 小结
• 4 光催化氧化处理酒糟废水的最佳工艺条件
• 4.1 光催化氧化处理酒糟废水的最佳工艺条件
• 4.1.1 结果与讨论
• 4.2 最佳工艺条件下废水指标的变化
• 4.3 细菌学检验
• 4.3.1 结果与讨论
• 4.4 TiO2的重复利用率
• 4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 独创性声明
• 致谢