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Ca2﹢对纳米TiO2光催化处理酚氮废水的影响

文档作者：任俊杰郭延辉z 张延华s 王全锋文档来源： 1黄河勘测规划设计有限公司 2河南蓝森环保科技有限公司 3新乡拓新生化股份有限公司		点击数：	更新时间： 2024年07月31日
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CN35—1272，TK o
Ca2+对纳米Ti02光催化处理酚氮废水的影响
任俊杰，郭延辉z张延华s王全锋，
(1黄河勘测规划设计有限公司工程设计院河南郑州45∞∞
2河南蓝森环保科技有限公司河南郑州45∞∞
3新乡拓新生化股份有限公司河南新乡453∞0)
摘要利用自制的悬浮态纳米Ti02光催化反应器配合365nm的高压汞灯，分别对pH=11的苯酚、氨氮及其混合液进行
了光催化降解实验．重点研究Caz+对苯酚和氨氮降解的影响。实验表明：不同浓度的Ca“对苯酚和氨氮的降解都有明显的抑制
作用。Ca2+浓度越大抑制作用越强，且其对苯酚降解的抑制强于氨氮。
关键词纳米Ti0，光催化合酚含氮废水Ca“离子的影响
中图分类号：X75 文献标识码：A 文章编号：1672—9064(2们6)05—089—02
光催化技术是近年来为了促进水体净化并同时分解污
染物而加紧研究开发的一项有前途的新型水处理技术。由于
其操作简单、反应条件温和、可以利用太阳能等显著优点，已
引起众多学者的重视[”。
以焦化废水为代表的废水中．常含有多种酚类难降解有
机物．且含氮含磷．由于废水中的可生化降解有机物含量低
致使生物法除磷效率较低．需化学法除磷。此时涉及到在除
酚除氮之前添加钙盐还是之后添加的问题．本研究以期对光
催化氧化难降解有机废水的产业化提供帮助。
1实验材料与方法
1．1材料与仪器
主要试剂：二氧化钛(P25型北京安特普钠科贸有限公
司)、硫酸氨(AR)、苯酚(AR)、ca(0H)2(AR)、硫酸(AR)、氢
氧化钠(AR)、30％的H202(GR)等。
主要仪器：离心泵(AT一105，上海埃特)，离心式风机(上
海应答)，分光光度计，电子天平，高速离心机(LDZ4．1．2，北
京京立)。
1．2实验方法
．自制反应器采用内置光源环状夹套反应器．中心放
2501II『．365nm高压汞灯．离心风机从反应器底部向高压汞灯
鼓风冷却，防止高压汞灯灭弧；反应器内环为石英材料；用循
环水泵从反应器底部抽动反应液至上部的布水装置．经布水
后淋至内环管壁形成水膜。将Ti02粉末(1．09／L)和苯酚、氨
氮配成一定浓度的废水．搅拌30m-n．超声波粉碎1 5min。在
反应液中加入氧化剂30％的H力2n1UL起到协同氧化的作
用。每隔1h取样．经高速离心30m．n’取上清液测定。
2结果与分析
Ti0：是一种半导体。根据半导体能带理论，稳态时电子
充满于价带之中．入<387nm的光可产生活跃的光生电子和光
生空穴．具有较高的催化效果。
苯酚在降解过程中，受pH的影响较大，当pH=6和pH=
11时降解效果最好。氨氮在降解过程中也受pH的影响较
大，pH越大降解效果越好[2]。为了在单项和混合液中苯酚和
氨氮都能有较高的去除效果，将试验反应液pH定为11，考
察Ca各对其降解的影响。
2．1 不同浓度ca2+对苯酚降解的影响
光催化氧化处理苯酚废水．低浓度苯酚废水处理效率比
高浓度高。取苯酚浓度1∞mg／L(COD约250mg／L)，取钙离子
浓度分别为5∞mg，L，250mg／L，125mg，L，0m9，L，经搅拌、超声
波乳化。对比降解情况。得到降解曲线如图1。
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图1 不同钙离子浓度对苯酚降解的影响
由图1可知．不同浓度的Ca“对苯酚的降解均有不同程
度的影响，Caz+浓度越大，降解率越低。以0mg／L Ca“时降解
率为基准，把其他条件下的降解率与0mg／L Caz+时的降解率
之差值作为考察抑制作用大小的指标，可知．Caz+浓度为
125mg，L时，抑制作用约2％；浓度为250mg／L时，抑制作用
约5％；浓度为5∞mg『L时，抑制作用在10％以上。
2．2不同浓度Ca舢离子对氨氮降解的影响
配置氨氮浓度25mg，L的反应液，取钙离子分别为(5∞、
250、125、0)m!I，L，经搅拌、超声波乳化。根据氨氮的吸光度标
准曲线换算出氨氮浓度．得到降解曲线如图2。
由图2可知，Ca“对氨氮的降解有明显的抑制作用，且
Ca2馓度越大抑制作用越强．但抑制作用小于Ca“对苯酚降
解的抑制作用。当Caz+浓度为5∞mlI，L时，对氨氮降解的抑
制作用最大，约为5％。
2．3不同浓度Ca舢对苯酚及氨氮混合液降解的影响
配制苯酚浓度1∞mlI，L、氨氮浓度25nlg，L作为反应液，
分别加入不同浓度的钙离子经搅拌、超声波乳化．实验结果
见图3、图4。
作者简介：任俊杰，男，硕士，工程师，主要从事水污染控制技术研究。
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图2不同浓度钙离子对氨氮降解的影响
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图3 在混合液中不同浓度Ca“对苯酚降解的影响
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图4在混合液中不同浓度ca“对氨氮降解的影响
由图3可知．Ca“对混合液中苯酚的降解抑制作用依然
是随着Ca2馓度的增加而增强。Ca厶浓度为125mg，L时，对混
合液中苯酚的抑制作用在3．6％；浓度为2∞mg『L时，抑制作
用在6．8％；浓度为5∞mg／L时，抑制作用在10％以上。
由图4可知．Ca“对混合液中氨氮的降解抑制作用依然
是随着Ca舡浓度的增加而增强．但是抑制作用均小于对苯酚
降解的抑制作用。Ca2+浓度为5∞mg，L时对混合液中氨氮的
降解抑制作用最大．为4．8％。
(上接第88页)
2．4抑制作用的机理分析
Ti0：的光催化作用主要源于自身特殊的电子结构和良
好的光电特性．在光的照射下可产生高活性的光生电子和光
生空穴。苯酚的苯环在OH·作用下首先发生羟基化反应：而
后发生羟基的取代反应生成苯醌类物质，后生成有机酸．进
而转化生成C02和H20‘，3；氨氮在OH·的作用下不用经过中
间状态直接生成NO。‘。如果控制好条件N0。‘还可以经NO：‘
生成N：。Ca埘苯酚和氨氮的抑制作用原因可能是：Ca“可以
俘获光生电子并在溶液中迁移直至与其他光生空穴复合．即
阳离子能在光生空穴和电子之间造成短路而使光生载流子
失活．从而抑制了光催化的效果⋯。
Ca“对苯酚降解的抑制作用大于对氨氮降解的抑制作
用。可能是由于苯酚是环状结构。对光生载流子活性及数量
均有较高的要求．由caz+造成的光生载流子失活对其影响较
大；而氨氮属于无机离子。对光照下的TiO：光催化作用产生
的光生载流子活性及数量要求较低，从而受影响较弱。而在
混合液中，相当于增加了降解物(底物)浓度而催化剂的量并
未增加。使得苯酚和氨氮相互争夺催化剂．从而形成竞争性
抑制作用．导致了各自的降解率下降。
3结论
Caz+对‘苯酚和氨氮的降解有明显抑制作用．且Caz+浓度
越大，抑制作用越强。Ca舢浓度为5∞InlI／L时，对苯酚降解的
抑制作用在10％以上。对氨氮降解的抑制作用约5％。在苯
酚和氨氮的混合液中两者的降解速率也受到明显抑制．且由
于苯酚和氨氮的竞争性抑制作用，致使其抑制程度降低。
在进行投加Caz+化学除磷和光催化氧化除酚脱氮的组
合工艺中．应在光催化工艺之后进行化学除磷。
参考文献
1 D10NYSl0U D，KHODADOUST A P，KERN A M，d aI．COntin∞us—
nWde ph瞳∞乱aI”ic deg哺d甜∞of chI玎inat甜绷d pe囊jci曲s in啪·
泔惦ing a b鲫ch—s∞I Ti02嘣乱i呻d酞陀∞tor．A印¨ed Ca协lysis
En’『iOnmental，20∞。24
2徐锐，姚大虎．负栽型Ti02光催化降解有机及无机废水中的氨氮．
河南科技大学学报(自然科学版)，2∞3，24(3)
3任俊杰，张峰，付晓，等．提高Tj02光催化处理有机废水效率的方
法．科技情报开发与经济。2∞9，19(12)
表2加标回收譬试啦
3结论
应用吹扫捕集装置吹扫富集水样后进入气相色谱仪．经
毛细管色谱柱分离后，火焰离子化检测器测定甲基丙烯腈，
201 6．No．5．
方法采用保留时间定性，峰面积外标曲线法定量。该方法具
有操作简单、灵敏度高、检出限低、精密度和准确度较好等优
点，可满足地表水中甲基丙烯腈的监测。
参考文献
1 宫正宇，孙宗光，李国刚．吹脱捕集GC—FID法测定海河水中挥发
性有机物．环境监测管理与技术，2∞1，13(2)
2 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会．水和废水监
测分析方法．第4版．北京：中国环境科学出版社
3中华人民共和国环境保护部．HJl∞．∞10环境监测分析方法标准

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