光电—多相光催化复合氧化深度处理造纸污水与中试系统研究

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1、硕士学位论文光电-多相光催化复合氧化深度处理造纸污水与中试系统研究作者姓名吴世斌学科专业制浆造纸工程指导教师陈小泉副教授所在学院轻工与食品学院论文提交日期2015年6月ResearchofAdvancedTreatmentPapermakingWastewaterandPiotSystemofPhotoelectrocatalyticandHeterogeneousPhotocatalyticCompositeOxidationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WuShibinSupervisor：As

2、sociateProfessorChenXiaoquanSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TS7学校代号：10561学号：201220120770华南理工大学硕士学位论文光电-多相光催化复合氧化深度处理造纸污水与中试系统研究作者姓名：吴世斌指导教师姓名、职称：陈小泉副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：制浆造纸工程研究方向：造纸污水的深度处理研究论文提交日期：2015年6月15日论文答辩日期：2015年6月8日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：沈文浩委员：刘焕彬陈小泉

3、李继庚谢武明摘要造纸工业水污染是主要的工业污染之一，具有排放量大、成分复杂、处理难度大等特点，造纸污水经过传统方法处理后，很难达标排放，有必要进行深度处理。其中光催化氧化技术由于其反应条件温和、氧化能力强、无二次污染且适用范围广等特点受到研究者的青睐，但是光生电子和空穴极易复合导致光催化效率低和未开发可工业应用的反应器一直制约了该技术走向企业应用。为了解决这些问题，本文引入了吸附式光电-多相光催化复合氧化工艺，同时开发了可工业放大的光电-多相光催化复合反应器并建立了中试系统。采用多孔状金属基材料吸附式负载纳米TiO2胶体，形成纳米TiO2吸附膜光电极，与纳米TiO2胶体本

4、身形成的多相光催化体系结合，形成纳米TiO2吸附膜光电-多相光催化复合体系，运用该光电-多相光催化复合体系深度处理造纸污水，CODCr降解率达到93.6%，该复合体系对造纸污水中的有机污染成分具有优异的降解效率，其最佳工艺条件是：以三元复合絮凝进行预处理，0.05%纳米TiO2为光催化剂，2mL/LH2O2供氧，0.5g/L无水硫酸钠为电解质，偏电压为0.8V，铝蜂窝网为光电工作电极材料，接直流电源正极。以光电-多相光催化复合氧化造纸污水最佳工艺条件为基础，设计了可工业化放大的光电-多相光催化复合反应器与相对应的中试系统。采用湖蓝和罗丹明B两种染料对建立日处理6吨的光电-

5、多相光催化复合氧化中试系统进行调试运行，获得优异的中试生产效果，罗丹明B染料污水色度去除率99.71%，CODCr降解率也达到96.72%，整个光电-多相光催化复合氧化中试系统布置合理，结构紧凑，可工业化放大，具有非常大的市场应用前景。关键字：造纸污水；吸附式负载；光电催化；中试系统；光电-多相光催化复合IABSTRACTWaterpollutionofpapermakingindustryisoneofthemajorindustrialpollutions,andhasthefeatureswiththelargeemission,complicatedcomposi

6、tionsandhightreatmentdifficulty.Sewagedischargeofpapermakingindustryisdifficulttomeetthestandardaftertreatmentwithtraditionalmethods.Hence,itisnecessarytousetheadvancedprocess.Thephotocatalyticoxidationtechnologyhasthemildreactionconditions,strongoxidationability,nosecondarypollutionandwi

7、deapplicationrange,andhasbeenpaidmoreandmoreattentionbytheresearches.Butthephotocatalyticefficiencyislowduetotheminoritycarrierrecombinationeasily,andtherehavenotbeenthereactorwhichcanbeappliedintheindustrialproduct.Inordertosolvetheseproblems,thisarticleintroduceda