混凝沉淀-MWNTs_TiO2光催化氧化工艺处理有机磷农药废水的试验研究

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1、111し'ヽ1分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文混凝沉淀-MWNTs/TiO2光催化氧化工艺处理有机磷农药废水的试验研究作者姓名：王珏入学年份：2014年9月指导教师：张伟教授学科专业：市政工程申请学位：工学硕士所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：2016年12月论文答辩日期：2017年03月学位授予日期：2017年03月答辩委员会主席：李军答辩委员会组成：胡筱敏蒋白懿张立成班福忱袁雅姝许秀红唐婧唐玉兰李薇论文评阅人：硕士研究生学位论文摘要I摘要有机磷农药保障了我国农业生产，具有重要意义。然而，由于不科学地

2、使用及废水处理困难等问题，有机磷农药废水对环境污染状况日趋严重，直接影响着人们的健康与社会经济的可持续发展。有机磷农药废水具有浓度高、毒性大和难生物降解等特点，采用混凝沉淀预处理并结合光催化氧化法对其进行降解研究，从而针对性地提出治理措施，显得十分必要。本研究采用氧乐果乳油配制成有机磷农药模拟废水，在实验室通过实验研究混凝沉淀-MWNTs/TiO2光催化氧化联用工艺处理有机磷农药废水的效果及复合材料的吸附能力。研究内容主要包括：确定混凝沉淀与光催化氧化的最佳反应条件，考察有机磷农药废水处理的影响因素，研究复合材料吸附的影响因素及动力学与

3、热力学。同时使用聚合氯化铝(PAC)和石灰乳(Ca(OH)2)两种混凝剂处理氧乐果废水，实验结果表明，最佳反应条件为：PAC投加量140mg/L、石灰乳投加量50mg/L，阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)投加量4mg/L、pH值为9。混凝沉淀处理100mg/L氧乐果废水30min，氧乐果CODcr去除率达到22%左右。采用溶胶-凝胶法制备MWNTs/TiO2复合光催化剂，制备条件为：混合溶胶体系pH值为3、聚苯乙烯磺酸钠固着剂使用量5g/L、多壁碳纳米管L2040用量为纳米TiO2质量的1.5%、煅烧温度为450℃及煅烧时间为3h。电镜扫描

4、与EDX检测结果表明纳米TiO2在MWNTs表面上的负载情况较好。MWNTs/TiO2复合材料光催化氧化处理氧乐果废水，在MWNTs/TiO2投加量600mg/L、溶液pH值为3、温度35℃、光照强度560W的最佳反应条件下，光催化氧化处理75mg/L氧乐果废水10h，氧乐果光降解率达到61%左右，氧乐果光降解率随溶液浓度升高而降低。MWNTs/TiO2复合材料光催化性能优于纳米TiO2，降解过程符合一级反应动力学方程，相关系数接近1。MWNTs与MWNTs/TiO2两种材料的吸附实验对比发现，在氧乐果浓度为100mg/L，温度25℃，

5、震荡速度为200r/min等相同实验条件下，两种材料的吸附动力学曲线基本相同，均符合二级动力学方程，其二级吸附速率常数分别为0.0013g·mg-1·min-1和0.0127g·mg-1·min-1；两种吸附剂的热力学曲线均遵循Frundlich方程，都属于自发吸热反应，且MWNTs/TiO2的热力学参数n值大于MWNTs。说明MWNTs/TiO2比MWNTs具备更强的吸附动力。色谱扫描分析复合材料光催化降解氧乐果过程，检测结果表明，光催化降解过程中并没有大分子有毒物质生成，处理工艺安全可靠。结合色谱图探讨氧乐果降解机理，推测在氧乐果降

6、解过程中可能有甲胺等中间产物生成。II摘要硕士研究生学位论文采用混凝沉淀-MWNTs/TiO2光催化氧化工艺处理有机磷农药废水具有较好的效果，混凝沉淀预处理有利于后续光催化氧化反应，复合材料吸附能够提高降解速度，光催化降解安全可靠。联用工艺处理有机磷农药废水具有实际价值与广阔的市场应用前景。关键词：多壁碳纳米管；TiO2；有机磷农药；吸附；光降解；混凝沉淀硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractOrganicphosphoruspesticidecanguaranteetheagriculturalproductioni

7、nChinaandhasimportantsignificance.However,becauseofunscientificuseandwastewatertreatmentproblems,environmentalproblemcausedbyorganicphosphoruspesticidewastewaterisbecomingmoreandmoreserious,hasaffectedpeople'shealthandsustainabledevelopmentofsocialeconomy.Organicphosphor

8、uspesticidewastewaterhasthecharacteristicsofhighconcentration,hightoxicityanddifficultbiodegradation.St