生活垃圾恶臭污染物光催化净化技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文生活垃圾恶臭污染物光催化净化技术研究论文作者：赵忠学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：动力工程指导教师：王志强职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofPowerEngineeringSTUDYONPHOTOCATALYTICPURIFICATIONOFODORPOLLUTANTSFROMDOMESTICWASTEbyZhaoZhongSupervisor:Prof.Wa

2、ngZhiqiangDecember2016原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：2016.12.22关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其

3、它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：2016.12.22导师签名：日期：2016.12.22摘要恶臭污染已成为全球范围内各国广泛关注的环境问题，恶臭污染物被认为是世界七大环境公害之一。生活垃圾在收集、转运、堆积等过程中都会产生大量的恶臭污染物，生活垃圾恶臭污染物不仅会对大气环境造成严重影响，而且会对人类的身心健康造成一定程度的影响与

4、损害，因此生活垃圾恶臭污染物的净化已成为热门研究方向。光催化技术可有效净化生活垃圾恶臭污染物，但光催化技术还存在着净化效率不高、催化剂易失活以及催化剂使用寿命短等问题，因此该技术还有待进一步研究与完善。本文对光催化和光催化臭氧氧化净化生活垃圾恶臭污染物分别进行试验研究，研究在光催化过程中，TiO2的改性、停留时间、污染物初始浓度、相对湿度以及臭氧投加量等因素对生活垃圾恶臭污染物净化效率的影响。通过试验分析得出光催化净化生活垃圾恶臭污染物技术的最佳运行参数。本文采用多孔金属网作为光催化剂载体，采用溶胶-凝胶法制备负载光催化剂TiO3+2，负载层

5、数为3层，对光催化剂采用Fe掺杂以及高温煅烧的方法进行改性。对光催化反应动力学方程进行变形化简，得出适合实际工程用光催化反应动力学模型，根据此模型设计并制作光催化反应器进行试验研究。试验结果表明，TiO2在改性之后光催化活性得到显著提高，8种生活垃圾恶臭污染物净化效率得到明显提升，提升幅度都在10%以上。在光催化净化生活垃圾恶臭污染物反应过程中，污染物净化效率随停留时间的增加而增加，但停留时间增加到一定程度后，净化效率的增加幅度便不再明显，本研究认为最适停留时间为3～4秒之间。染污物的净化效率随着初始浓度的增加而降低，并且降低速度较快，因此光

6、催化氧化技术不适合净化高浓度生活垃圾恶臭污染物。在所研究的相对湿度范围内(20%～75%)，污染物净化效率随着相对湿度的增加，呈现出先增加后减小的现象，在光催化反应过程中最适相对湿度为30%。在光催化反应中添加臭氧，光催化与臭氧产生协同作用，污染物的净化效率得到显著提高。以硫化氢为例，在初始浓度为0.6mg/m3，相对湿度为30%，停留时间为2.88s的情况下，光催化反应的净化效率为62.34%，光催化臭氧氧化反应的净化效率为77.65%。在光催化臭氧氧化净化生活垃圾恶臭污染物反应过程中，最适臭氧浓度在40mg/m3左右，最适停留时间仍在3～

7、4秒之间，污染物初始浓度以及相对湿度对污染物净化效率的影响不是很明显，光催化臭氧氧化技术适用于高初始浓度、较高相对湿度的生活垃圾恶臭污染物的处理净化。在光催化反应中加入臭氧氧化组成联合工艺，适用于净化生活垃圾恶臭污染物，并且具有良好的应用价值与广阔的发展前景。关键字：TiO2光催化，光催化臭氧氧化，生活垃圾，恶臭污染物，净化效率IABSTRACTOdorpollutionhasbecomeaworldwideconcernofallcountriesaroundtheworld,Odorpollutionisconsideredtobeone

8、ofthesevenmajorenvironmentalhazardsintheworld.Garbagewillproducelargeamountsofodor