超声协同光催化处理焦化废水研究成泽伟

32　320102武　汉　理　工　大　学　学　报JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.32　No.3　Feb.2010DOI:10.3963/j.issn.1671-4431.2010.03.019成泽伟,苍大强(,100083)　:　利用纳米TiO2进行超声协同光催化处理焦化废水实验,探讨了其协同作用机理,考察了TiO2加入量、超声功率、pH值对CODCr和NH+4-N去除效果的影响。分析了曝气、H2O2或Fenton试剂与超声和光催化的协同作用机理,研究了对CODCr和NH+4-N去除效果的影响。结果表明利用超声协同光催化处理焦化废水,CODCr和NH+4-N的去除率显著提高,许多难生物降解有机物被降解去除。:　光催化;　TiO2;　超声;　焦化废水:　X756;TF09:　A:1671-4431(2010)03-0073-04ResearchonPhotocatalyticTreatmentofCokingWastewaterSynergizedwithUltrasonicCHENGZe-wei,CANGDa-qiang(SchoolofMetallurgicalandEcologicalEngineering,BeijingUniversityofScience&Technology,Beijing100083,China)Abstract:　Photocatalytictreatmentofcokingwastewaterbynano-TiO2synergizedwithultrasonicwasexamined,andthesynergisticeffectmechanismwasdiscussed.EffectofamountofTiO2,ultrasonicpowderandpHvalueonremovalofCODCrandNH+4-Nwasinvestigated.Thesynergisticmechanismsofultrasonic,photo-catalysiswithaeration,H2O2,orFentonreagentwereanalyzed,andtheeffectonremovalofCODCrandNH+4-Nwasdiscussed.Experimentalresultsshowthatwhencokingwastewaterwastreatedbyphotocatalysissynergizedwithultrasonic,removalratesofCODCrandNH+4-Nlargelyincreasedandnon-biodegradationorganismweredegradedandremoved.Keywords:　photocatalysis;　TiO2;　ultrasonic;　cokingwastewater:2009-09-02.:(1975-),,,.E-mail:[e-mail]·OH,,CO2H2O,CODCrNH+4-N、[1]。TiO2,CODCrNH+4-N。1　　,CODCr3000～4000mg·L-1,NH+4-N60～100mg·L-1;TiO2,,20～30nm,40～80m2/g,98%;250W,350～450nm,365nm;UG-III,20kHz,0～300W。1。600mL,TiO2,15min,。120min,、,CODCrNH+4-N。2　,,2:,,TiO2;,“”KK,TiO2,·OH。,TiO2,[2]。3　3.1　+:pH4.0,TiO2。2。TiO20.5g·L-1、300W,CODCrNH+4-N。TiO2、·OH,;TiO2,,TiO2,[3]。,,,,,。:TiO20.5g·L-1、300W,H2SO4NaOHpH1.0～12.0。3:pH4.0,CODCr;pH,NH+4-N。pH,H+,TiO2,·OH。(pH4.0),CODCr。,。NH+4-N,,,,,。,TiO2,NH+4。:TiO20.5g·L-1、300W,pH4.0。3.2　++,4。CODCrNH+4-N,++1.2L·min-1。,[4]。,。,,,,CODCrNH+4-N。,,,74　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　20102,。,CODCrNH+4-N。3.3　++H2O2++H2O2,H2O2,H2O23:160min,1.2～9.6mmol。5:++H2O2H2O26mmol,CODCrNH+4-N+H2O2+H2O2。H2O2·OH,H2O2·OH。H2O2,·OH。H2O2,H2O2·OH·OH,CODCrNH+4-N[5]。H2O2。3.4　++Fenton　　FentonH2O2Fe2+,H2O2·OH。,FeSO40.6mmol,H2O23∶10min60min2。6:++FentonH2O28.4mmol。CODCrNH+4-N:++Fenton+Fenton+Fenton1　/%++++H2O2++Fenton32.8342.6238.7729.6115.1()7.5012.4518.316.277.45()6.442.681.651.21.31()5.442.192.412.182.1215.3910.088.757.225.44()24.0619.7210.969.184.233.851.051.741.291.234.509.2117.4233.0563.11Fenton。H2O2Fe2+、Fe3+,Fe2+Fe3+。Fe3+,,,。Fe3+Fe(OH)2+,·OHFe2+。Fe3+Fe2+,Fe2+H2O2,·OH[6]。Fenton++、H2O2,7532　3　　　　　　　　　　,:　　　　　　　　　　,CODCrNH+4-N。3.5　　　GC-MS,1:、,。:※※※CO2、H2O;※※※CO2、H2O;※※CO2、H2O、N2、NO-3;NH+4-N,N2、N2O,NO-2NO-3,NO-2NO-3[7]。2　/%CODCrNH+4-N19.214.425.622.3+48.142.4++57.955.2++H2O262.461.4++Fenton75.874.3　　2～6,CODCrNH+4-N2。4　　CODCrNH+4-N,CODCrNH+4-NTiO2;CODCrNH+4-N;,CODCr,,NH+4-N。、H2O2Fenton,CODCrNH+4-N,,。H2O2。CODCrNH+4-N:++Fenton++H2O2+++。[1]　,,,.[J].,2004,18(3):344-350.[2]　GogatePR,PanditAB.SonophotocatalyticReactorsforWastewaterTreatment:ACriticalReview[J].AicheJournal,2004,50(5):1051-1079.[3]　,,.TiO2[J].:,2005,37(4):569-572.[4]　AntunesCSA,BiettiM,SalamoneM,etal,EarlyStageintheTiO2-photocatalyzedDegradationofSimplePhenolicandNon-phenolicLigninModelCompounds[J].JournalofPhotochemPhotobioA:Chemistry,2004,163:453-462.[5]　,,.[J].,2007,33(2):70-72.[6]　,,,.-Fenton[J].:,2008,24(4):646-649.[7]　KlareaM,ScheenbJ,VogelsangK,etal.DegradationofShort-ChainAlkyl-andAlkanolaminesbyTiO2andPt/TiO2Assist-edPhotocatalysis[J].Chemosphere,2000,41(3):353-362.76　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　20102