二氧化钛光催化氧化处理炼油废水概述

众创空间科技创新与应用TechnologyInnovationandApplication2017年27期二氧化钛光催化氧化处理炼油废水概述李娜，刘燕，李国德％武士威，辛士刚，杨静瑜，贺海升，张克(沈阳师范大学实验中心，辽宁沈阳110034)摘要：由于二氧化钛光催化氧化技术具有能耗低，易操作，无二次污染，应用范围广等优势，其在污水处理领域受到了广泛关注，文章简要介绍了二氧化钛光催化氧化的基本原理，概括论述了二氧化钛光催化剂提高活性的方法以及二氧化钛光催化氧化处理炼油废水的研究进展。关键词：二氧化钛;光催化氧化；炼油废水中图分类号:X52文献标志码:A文章编号院2095-2945(2017)27-0028-02光催化技术是从20世纪70年代发展起来的，并被广泛应用于污水处理。光催化氧化半导体催化剂中的二氧化钛活性高，对人体无害，化学性质稳定，成本低廉，无二次污染，得到了广泛的应用[1-2]。1二氧化钛光催化基本原理二氧化钛光催化氧化基本原理如图1所示。反应过程如下[3]:TiO2+hv—寅e-+h+h++H2〇寅-OH+H+h++OH-—-OHO2+e-——•O2-+HO2**2HO2-—-O2+H2O2H202+02—4.QH+0H—+022二氧化钛光催化剂提高活性方法研究韩婷等[4]对生物质氮磷自掺杂二氧化钛的制备和表征进行了研究，通过系列实验得到了氮磷掺杂二氧化钛，通过催化剂表征，表明其为单相锐钛矿结构的二氧化钛，光催化降解实验表明其催化和降解污染物的速率是未掺杂二氧化钛的1.4倍。提高了二氧化钛光催化剂的催化活性。郭思瑶[5]采用高压水热合成和溶胶凝胶两种方法对二氧化钛进行磷掺杂的实验研究，实验结果表明磷掺杂能够大幅度提高二氧化钛的光催化活性，水热合成法为最佳方法。并且郭思瑶采用水热法分别合成了氮掺杂，氮硫共掺杂和氮磷共掺杂二氧化钛光催化剂，实验结果表明氮磷共掺杂的二氧化钛的光催化性能最高。赵天行[6]分别对二氧化钛的铁和氮掺杂进行了研究，通过催化剂表征及系列实验研究，实验结果表明掺杂后的二氧化钛活性得到了很大幅度的提高。梁春华对铒掺杂的二氧化钛进行了研究，研究了不同铒掺杂量，不同二氧化钛量，不同pH等条件对催化剂活性的影响，实验结果表明，通过掺杂铒明显提高了二氧化钛光催化剂的活性，二氧化钛用量为0.6g/L时对甲胺农药处理效果较好，最佳铒掺杂量为1.2%。3二氧化钛光催化氧化处理炼油废水国内研究现状牛显春等[8-9]采用溶胶-凝胶法制备了纳米Fe3+/TiO2光催化剂以及采用溶胶凝胶法制备在玻璃上负载纳米La3+-TiO2薄膜，并利用其对炼油废水的处理进行了研究，实验结果表明，纳米Fe3+/TiO2光催化剂比纯二氧化钛光催化剂具有更好的处理效果，其对炼油废水中酚的去除率达到了75%;实验所得La3+-TiO2薄膜含有Ti-O-Ti结构，平均粒径为11.2nm，对炼油废水的COD去除率为77%。周建敏等对纳米TiO2*催化处理炼油废水进行了研究，结果表明，pH值为7-8时，纳米TiO^光催化剂的最佳用量为2.5g/L，对COD和氨氮的去除率分别为55.1%、5%。周建敏等[11]采用Yb-La共掺杂TiO2对炼油废水进行了光催化降解研究，实验最佳运行条件为催化剂用量4.0g/L，系统pH=5,紫外光照时间为3h，炼油废水COD去除率为90.9%。光催化降解反应符合一级反应动力学。镧镱共掺杂TiO2具有协同效应，降低了颗粒粒径，增大了比表面积，提高了催化剂的活性。代迅[12]采用二氧化钛光催化对油页岩干馏废水的处理进行了研究，研究了反应时间、催化剂加入量、光强度及溶液酸碱度等影响因素，得出了有利于光催化反应的催化剂加入的最佳浓度、溶液最佳的pH值及苯酚的转化率与光照时间、光照强度的关系。罗健生[13]分别采用有机钛和无机钛为原料制备了二氧化钛光催化剂，对如何提高催化剂活性进行了研究，并对炼油废水的处理进行了研究，取得了较好的处理效果。4结束语(下转30页）*基金项目：辽宁省自然科学基金项目（编号=201602683);辽宁省大型仪器设备共享服务平台能力建设基金项目（2015);沈阳市科技计划项目（F15-199-1-21);省级“大学生创新创业训练计划”项目（编号院201710166045)曰校级“大学生创新创业训练计划”项目（编号院20171016620073)遥*通讯作者：李国德-28-2017年27期科技创新与应用TechnologyInnovationandApplication技术创新对水利施工中软土地基的处理技术分析唐椿茗，李唯榕，桂心宏(河海大学文天学院，安徽马鞍山243000)摘要：近年来，我国社会经济在不断发展，城市化进程越发显著，这就使得农村建设得到全面的发展。其中水利工程建设需求变化尤其显著。水利工程施工建设过程中对步骤的要求较高，具有一定的系统性，设计范围也较为广泛。其中包括人力、物力和技术等，在技术中软土地基的处理技术就是其中重要的一项施工技术。软土地基的处理技术不仅能够保障地基的抗压能力，还能够有效避免地基由于外界因素造成的塌陷。文章结合实际分析水利工程施工中影响软土地基处理技术选择的因素和常用的处理技术。关键词：水利工程;软土地基；处理技术；分析中图分类号:TV52文献标志码:A文章编号院2095-2945(2017)27-0029-02在古代水利工程施工中对软骨地基的处理技术主要采用的方式是压力法和改变地基组合材料的方式等，在这个时期其技术水平并不完善，存在很多的漏洞。但是从当前我国发展新形式来看，在软土地基处理技术方面已经有很大的改进，其中包括质量要求和综合作用方面。因此，现在的水利工程软土地基的处理技术不再是表面处理或者是单一技术的处理那么简单，需要我们根据工程建设的需求、施工周遭环境以及施工的具体条件来进行综合性的分析。1水利施工中影响软土地基处理技术选择的因素1.1工程的具体要求和质量标准水利工程的质量标准会收到很多因素的限制。例如，工程的应用用途和建设水平差异等。水利工程项目等级的不同决定其工程应用用途和质量水平。因此，在进行水利施工之前要先对其项目等级进行了解。软土地基的处理技术对于水利施工建设来说尤其重要，但是并不代表水利施工中软土地基处理得越完美越好，我们要从水利工程本身出发，对其质量和成本进行总体分析，总结出改工程项目的性价比。1.2施工时间限制水利工程工期地域施工来说也是一项重要内容，这是因为每一项工程都具有符合其实际情况的最佳施工时间，超过或者提前都会影响施工质量。例如，在选择软土地基处理技术时选用添加剂的方法和重压法，就需要将添加剂和重压的时间要求考虑进去。如果不符合其要求将严重影响到整个工期，严重还将对今后的使用造成安全危害。因此不难发现，施工占用期间对于施工技术的作用也是不容忽视的。1.3软土地基的施工总量软土地基的施工总量是决定软土地基施工技术的关键，也是决定应用哪一项技术的关键。例如，软土地基施工总量较大时，可以采用换填法来进行处理，但是这种方式对人力和物力的需求较高，会造成施工成本过剩。如果软土地基软土层厚度较大，我们采用重压法则不能保证软土地基底部的稳定性和坚固性等。1.4工程施工的环境因素水利工程的地理环境是影响工程施工的重要环境因素，在具体施工的过程中我们也往往会因为地理环境的不同而选择不同的施工技术方案。比如说，平原地区工程施工时，往往会选择与山地、盆地地区工程施工不同的建设质量标准、施工方式以及施工技术方案。2软土地基处理技术分析2.1换土法换填垫层法实际上就是将地基中较为薄弱的下层进行处理及填换，通常情况下，地基下层环境由于受到多种因素的直接影响，应用效果难免呈现出弱化特点，如果不对其进行处理，将直接为后续使用埋下安全隐患，因此，这就需要应用现代优势材料对其进行填补及替换，而后推进压实工作。在实际施工阶段，针对软土地基进行硬化处理，可以应用水利工程施工中产生的废渣对其进行垫层换填，这样不仅能够有效提高软土地基的整体荷载能效，更能将软土中存在的水分大量排除，这就能够为暗穴施工提供基础保障。需要注意的是，以碎石土为应用主体的垫层施工，对其密度及厚度进行精准控制是尤为重要的，相对的该方法由于本身具有可操作性较强，经济投入少等优势特点，在水利施工阶段得到了频率应用。2.2粧基法粧基法在实际应用阶段的能效发挥会受到相应因素的直接限制，因此，应用该方法首先需要对施工现场的实际情况进行充分了解，而后根据适用范围有针对性的开展该项工作。现阶段，水利工程需求方向不断转变，这就使得技术也在发展阶段呈现出了更新性特点，相对的粧柱应用也不断调整、替换，目前应用频率最高的就是钢筋混凝土预制粧。从细化层面入手进行分析不难发现，该方法与粧基本质之间存在较多契合点，无论是以人工还是机械手段对其进行打孔，都能为后续混凝土的注入带来有利条件，而后在混凝土产生热量的过程中就能直接改善周边环境下的荷载力，地基稳定性就会有所提高，这对于夯实地基标准来说至关重要。2.3强夯施工法在工程施工阶段，还应当针对软土地基，广泛应用强夯施工法对其稳定性作出基本保证。在全面推进该项施工作业时，需要强夯工具进行适应性选择，一般情况下需要将夯锤吊至标准高度上，促使其下落力能够达到预期目标，而后对该方法不断循环利用，就能在一次次的下垂过程中实现对软土地基的夯实处理。因此不难发现，强夯法的应用优势在复杂地基环境中较为明显。在水利工程中，软土地基较为常见，部分区域存在滨海沉积现象，还有部分软土地基中含有大量的杂质土质，这就直接导致施工环境过于复杂，如果采取其他处理形式，能效作用的发挥将会受到一定限制，而强夯施工法却能改善这一不良问题，全面提高施工质量。2.4旋喷法旋喷法在实际应用过程中需要应用旋喷机加工喷粧，加快转动速度，而后就可以根据实际需求，将桨液以不同的喷射方式灌注到目标物体上，逐步强化地基稳定性，这也就是常说的人工复合地基的应用策略。这不仅能够进一步增加地基荷载能效，更能对软土地基进行处理及优化，促使其应用能效与-29-