TiO2固定膜光催化降解甲胺磷农药废水.doc

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1、TiO2固定膜光催化降解甲胺磷农药废水摘要：采用自制的TiO2固定膜浅池反应器对经生化处理后的甲胺磷农药废水进行了降解试验。经处理后废水中的COD降为59.3mg/L、有机磷被全部降解为无机磷，达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准。关键词：光催化降解甲胺磷TiO2固定膜StudyonPhotocatalyticDegradationofMethamildophosWastewaterbyUsingTiO2FixedFilmGEFei，YIChenyu，CHENPeng，DAIYouz

2、hi(EnvironmentalEngineeringDepartment,XiangtanUniversity,Xiangtan411105,China)　　Abstract：TestwasmadeonthedegradationofbiologicallytreatedmethamildophoswastewaterbyusingTiO2fixedfilmshallowbasinreator.ItisshownthatCODinthetreatedeffluentisreducedto59.3mg/L,and

3、alloforganicphosphorusisdegradedtobeinorganicphosphorus,andthusreachinggrade1ofintegratedwastewaterdischargestandard(GB8978-1996).　　Keywords:photocatalyticdegradation；methamildophos；TiO2fixedfilm　　有机磷农药废水排放量大、毒性强，对这类废水的治理已成为水处理工作者的研究重点。目前，国内处理有机磷农药废水大多采用生化法，但处理

4、后的COD不能达到国家排放标准，有机磷高达几十mg/L［1、2］。湖南南天公司是一家大型农药生产企业，以生产有机磷农药为主，甲胺磷的产量为5000m3/a。排放的甲胺磷废水中有甲基氯化物和胺化物，其特点是COD和总磷含量高，pH值高，属于可生化性差、难降解的废水。采用自制的TiO2固定膜浅池反应器对其进行光催化降解，并将其作为厌氧折流板反应器处理该种废水的后续处理，出水水质达到了国家工业废水一级排放标准，具有理想的处理效果。1　光催化降解的原理　　当以光子能量≥TiO2带隙能(3.2eV)的光波辐照TiO2时(λ≤3

5、87.5nm)，处于价带的电子被激发到导带上生成高活性电子(e-)，在价带上产生带正电荷的空穴(h+)。TiO2与水接触后，水分子及溶解氧与被光激发产生的h+、e-作用，生成强氧化性的·OH、·O2-，并通过·OH、h+和·O2-等逐步将有机物降解为CO2和H2O等无机物，上述反应可描述如下：　　3　　·OH和·O2-使吸附在TiO2表面的有机磷农药中的P—O键或P—S键发生断裂，最终以PO43-形式存在，断键后的其他有机物质在·OH和·O2-作用下分别形成CO2、H2O及其他无机物。2　试验内容及方法2.1　主要仪

6、器和试剂D/MAX—3CX—射线衍射仪(日本理学公司)；S—570扫描电子显微镜(日本岛津公司)；HJ—3恒温磁力搅拌器(江苏国华仪器厂)；WKB—1无油空气泵(天津分析仪器厂)；600℃马弗炉(清华开关设备厂)；PHS—2酸度计(上海第三分析仪器厂)；722S分光光度计(上海第三分析仪器厂)；紫外灯(14W)；大块铝片；四异丙醇钛(A.R)；无水乙醇(A.R)；钼酸铵(A.R)；酒石酸锑钾(A.R)；过硫酸钾(A.R)；磷酸二氢钾(A.R)。2.2　废水水质　　①原水水质：CODCr=41736mg/L；pH=11

7、.6；氯化物=53899mg/L；总磷=6193.5mg/L；SS=1915mg/L。②生化处理后水质：CODCr=412mg/L；pH=7.8；总磷=46.7mg/L。2.3　TiO2负载在干燥的烧杯中以1∶25的体积比将四异丙醇钛、无水乙醇进行混合搅拌，调节体系的pH=3，再按3∶1的体积比逐滴加入水并进行剧烈搅拌，观察到溶液转变成溶胶并有淡蓝色。约30min后将溶胶装入喷枪，喷涂在预先处理过(酸洗、碱洗、醇洗)的铝片上［3］，在100℃烘箱中干燥5min，以后重复喷涂、干燥4次。将铝片放入马弗炉中，以4℃/m

8、in的升温速率升至400℃并保持1h。经测定所镀膜为锐钛型，粒径为0.6μm。2.4　试验过程　　模拟工业浅池自制了光催化氧化器，池周长为600mm，池高为80mm,光源距水面为80mm，在光源上方30mm处安装反光铝片。加入经厌氧折流板反应器生化处理后的农药废水1L，通入空气(0.02m3/h)，打开14W紫外灯照射。光照过程中定时取样，用比