纳米二氧化钛用于医院含菌废水处理的光催化反应器设计

论文题目: 纳米二氧化钛用于医院含菌废水处理的光催化反应器设计

论文类型: 硕士论文

论文专业: 生物医学工程

作者: 亓建伟

导师: 尹光福

关键词: 二氧化钛,光催化反应,流化床,大肠杆菌,医院含菌废水

文献来源: 四川大学

发表年度: 2005

论文摘要: 纳米TiO2 因其安全、无毒、成本低、无二次污染,且具有抗菌、消毒功能,在各种废(污)水处理中得到了越来越广泛研究和利用。本文研究了以三相内循环流化床作为二氧化钛光催化反应的反应器,并对三相流化床体系进行了系统的设计,测试了该光催化反应器处理医院含菌废水的效果。本文提出采用三相流化床体系用于光催化反应的思想,对三相内循环流化床的结构参数进行了系统的设计,以光催化反应器的A/V 值(反应区的光照面积与反应区溶液体积的比率)做计算依据,并对紫外光在水中的辐射规律进行了研究,确定了20 瓦的紫外灯在水中的有效灭菌距离为30mm。并据此确定了光催化反应器的内外管的距离。同时,计算了反应器的起始流化速度。设计研制了三相内循环流化床光催化反应装置。对三相内循环流化床光催化体系的性能进行了初步研究。利用制备的二氧化钛光催化剂进行了光催化测试,以废水中的大肠杆菌作为指示菌,研究了催化剂的用量、废水的pH 值、氧气通气量以及反应时间对灭菌反应的影响,30 克光催化剂处理4000ml 废水90 分钟的去除率达到了99%,符合处理要求,而且可以连续使用,效率不变。同时,对反应器在连续使用时的废水平均停留时间进行了研究,通过计算得到了在一定进水量的情况下的废水平均停留时间,从而为连续处理废水提供了参数依据。

论文目录:

摘要

Abstract

1. 前言

1.1 纳米二氧化钛光催化净化环境技术现状及研究方向

1.1.1 纳米二氧化钛光催化净化环境技术的研究现状

1.1.2 纳米二氧化钛光催化净化环境技术的研究方向

1.2 光催化反应器的研究现状

1.2.1 光催化反应器的发展

1.2.2 光催化反应器的分类

1.2.3 悬浮式光催化反应器

1.2.4 固定床光催化反应器

1.2.5 流化床光催化反应器

1.3 医院废水的处理现状

1.3.1 医院污水处理的必要性

1.3.2 医院污水的特点

1.3.3 医院污水处理的工艺

1.3.3 几种医院废水的危害及常用的处理方法

1.4 本研究的提出和工作内容

1.4.1 课题的提出和研究意义

1.4.2 主要工作内容

2. 光催化反应器的设计

2.1 流态化基础理论

2.1.1 三相流态化的分类

2.1.2 三相流态化的流动特征

2.2 反应器的设计的一般原则

2.2.1 反应器的设计理念

2.2.2 紫外光辐射规律及反应器的选材

2.2.3 纳米二氧化钛光催化动力学特征及光反应器设计要求

2.3 流化床光催化反应器的设计计算

2.3.1 反应器的尺寸

2.3.2 起始流化速度

2.3.3 光催化剂流态化条件

2.4 反应器装置的制作

2.5 三相流化床光催化反应器中各相的流化方式的分析

2.6 废水在反应器中的流动轨迹和平均停留时间的分析结果及计算

2.7 本章小结

3. 纳米二氧化钛光催化反应体系用于医院含菌废水的处理

3.1 实验仪器及主要原材料

3.2 实验方法和内容

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

4. 结论

4.1 论文工作总结

4.2 论文的创新点

4.3 研究展望

参考文献

声明

作者攻读硕士学位期间发表的文章

致谢

发布时间: 2005-10-17

参考文献

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