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随着经济的飞速发展,传统的生化法和化学法处理的废水已不能满足经济发展的需要,通过其处理的废水虽然色度、COD、BOD等指标均达到现行的标准,但仍残留有毒有害物质,对人民的生活产生了极大的影响。例如:印染废水中蒽醌类物质、自来水中所含有的微量氯仿,它们都强烈致癌。 近年来出现许多新颖的处理技术,其中以TiO2为代表的纳米半导体光催化处理废水技术成为了研究的热点,也是最具有工业应用前景的一项技术,但这项技术还有许多不成熟的方面,如:光催化反应器的设计;成套设备集成技术;以及现今普遍采用的纳米TiO2催化剂有很多不足之处。 本文以自制的环状光反应器为基础,在多相光催化体系中引入了修正双通量模型,利用等当量的概念,将有机污染物对光的吸收作用归化到等作用催化剂量WCa中,解决了参数确定问题,从而计算出液-固多相混浆光催化体系环状光反应器中的光强分布。以甲基橙(MO)作为有机污染代表物,实验确定了光催化降解甲基橙的光强、初始浓度与降解速率之间的本征动力学和反应器的停留时间分布曲线。结合上述三个方面建立了环状光反应器模型,实验证明计算值和实验值有较好的相关性,对多相光催化环状反应器的设计和改进提供了理论参考。由计算结果显示其反应效率为22.04%,与实验结果18.67%相比其相对误差较小。 借鉴了环状光反应器模型的建立,通过测量得到了光强值随灯-管间距离变化的分布曲线,从而确定了管式反应器的重要参数:灯-管间距离。从而建立了基于管式光反应器组件,其特点是采用平推流型,在相同功率密度条件下,与小试装置相比,处理废水效率提高5倍以上。经过试验装置处理盛泽废水的水质有大幅的提高。 分别用光还原沉积法制备的掺铂TiO2晶须和TiO2颗粒作为催化剂,在悬浮体系中对氯仿进行光催化降解。通过测定Cl-发现,通O2方式的不同对两种催陈国钧二氧化钦光催化反应器的研究2 004年5月化剂光降解氯仿效果都有很大影响,0:的存在,促进了氯仿的降解:进一步对溶液中的溶氧量刀O测定发现,DO值呈线性下降,进而得出了氯仿降解过程中有氧降解和无氧降解两种机理共存的结论。同时发现掺铂TIOZ晶须不仅反应速率比TIO:颗粒大,而且反应速率曲线相差甚大,结合有机质液相吸附理论对其反应现象进行分析,发现纤维状微观结构是其高光催化性能的直接原因。