论文摘要
微波无极紫外光催化技术是近年来涌现出的一种新技术,由于具有效率高、成本低和实用性强等优点,引起了越来越多的关注。微波无极紫外光源与传统紫外光源相比,其最大的优势在于能激发较强的短波紫外光,而关于不同波段紫外光降解染料废水效能的对比研究却并不多见。本论文以促进光源研究和实现推动微波无极紫外光催化法在印染废水中的工业化应用为目标,分别以活性艳红X-3B和活性艳蓝KN-R模拟染料废水为处理对象,通过不同光源——传统紫外灯和微波无极紫外灯的对比,分别考察了单独紫外光辐照、单独催化剂吸附、催化剂投加浓度、pH值、光强、染液的初始浓度等因素对染液降解效果的影响,并探讨了不同波长条件下不同类型染料废水的降解动力学。主要实验内容如下:（1）传统紫外光源光催化降解活性艳红X-3B染液的研究本实验首先研究了单独光辐照、催化剂吸附、催化剂投加量和pH值等因素对典型偶氮染料活性艳红X-3B的处理效果影响,结果表明:单独UVA（365nm）光氧化和催化剂（TiO2）吸附、改变染液pH值对降解效果基本没有影响,单独UVC（254nm）光氧化对染液的脱色率达16.8%左右,增加TiO2的投加浓度可明显提高染液的降解效果。其次重点研究了不同UVA和UVC光强下活性艳红X-3B的光催化降解动力学,结果表明:随着光照强度的增强,染液的脱色率明显上升,其中,365nm光源对活性艳红X-3B的光催化降解符合一级动力学方程,254nm光源则符合二级动力学方程,当UVA光照强度为3.23mW/cm2时其降解半衰期为37.263min,UVC光照强度为2.73mW/cm2时其降解半衰期为0.855min,说明UVC比UVA具有更高的光量子效率。（2）传统紫外光源光催化降解活性艳蓝KN-R染液的研究本实验首先研究了单独光辐照、催化剂吸附、催化剂投加量和pH值等因素对典型蒽醌染料活性艳蓝KN-R的处理效果,结果表明:单独UVA光氧化和改变染液pH值对降解效果基本没有影响,单独TiO2对染液有8.6%左右的吸附效果,单独UVC光氧化对染液的脱色率达3.7%左右,增加TiO2的投加浓度可明显提高染液的降解效果。其次重点研究了不同强度UVA和UVC以及不同染液初始浓度下染液的光催化降解动力学,结果表明:随着光强的增强,染液的光催化降解效果明显提升,其中,UVA对活性艳蓝KN-R的光催化降解符合二级动力学方程,UVC则符合一级动力学方程,当UVA光照强度为3.23mW/cm2时其降解半衰期为54.05min,UVC光照强度为2.73mW/cm2时其降解半衰期为36.67min;而在不同染液初始浓度下,两种波段紫外光源对染液的光催化降解过程均符合一级反应动力学方程,能用L-H动力学模型描述,且UVC反应速率为UVA的3倍。（3）微波无极紫外光催化降解印染废水的方法本实验首先对单独MW、MW/TiO2吸附、MW/UV光氧化MW/UV/TiO2进行了对比研究,结果表明:单独MW和MW/TiO2对降解效果基本没有影响,MW/UV光氧化1h后染液的脱色率达42.7%左右,但TOC去除率几乎为零,MW/UV/TiO2体系中,当TiO2投加浓度由0.4g/L增加至1.6g/L反应1h后,染液的脱色率从62.9%提高至83.4%,TOC去除率从46.9%提高至66.5%。其次研究了MW/UV/TiO2体系中pH值、光强、MW功率和染液冷循环量等各因素对活性艳蓝KN-R的降解效果的影响,结果表明:染液pH值对反应中间过程有影响,但对最终降解效果无影响,当MW场内无极UV灯的数目从1只增加至2只时,反应1h后染液的脱色率由83.4%上升至92.7%,TOC去除率由66.5%上升至79.6%,当MW功率从400W调至800W档时,染液的脱色率从52.6%上升至83.4%。