石墨烯负载二氧化钛光催化氧化-生物净化工艺治理电子行业尾气

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挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是许多电子行业生产排放的对大气环境产生污染的重要污染物。电子行业生产所排放的VOCs具有持续排放、量大、浓度低的特点,如果不加以处理会对人类的健康和生态环境的安全造成威胁。所以研究工业源VOCs废气末端治理技术是当务之急。近年来,由于Ti O2材料理化性质稳定且无毒、催化活性高,在光催化氧化技术中受到关注,而生物滴滤池具有孔隙率高、反应条件易于控制、阻力较小、节约、环境友好等优点,已逐渐成为研究的热点。因此,本文采用了生物滴滤池和光催化氧化相结合的小试装置对天长云创电子厂浸漆工段排放的VOCs进行处理。本实验利用天然石墨粉合成氧化石墨烯作为石墨烯前驱体和钛酸四丁酯为钛源合成了石墨烯-二氧化钛(Ti O2-Graphene)复合光催化材料,用聚丙烯多面球作为填料进行微生物的挂膜驯化。研究了不同UV灯波长和不同外在条件对光催化氧化VOCs效率的影响、生物滴滤池的启动、最合适的运行条件以及光催化氧化和生物滴滤池协同处理VOCs废气的效率。研究结果表明:(1)光催化氧化系统中,在波长为185 nm的UV灯要比波长254 nm的UV灯对VOCs的去除率高;当反应器在UV185 nm光源的照射下,放置催化剂反应器的去除率比不加催化剂高6.7%。且反应器对VOCs废气的去除率在进气量为100-500L/h,进气浓度为50~500 mg/m3的范围内随着进气量和进气浓度的增加而降低。(2)在生物滴滤池系统中,用MLSS为4400 mg/L的污水厂氧化沟活性污泥进行挂膜,填料为直径25 mm的聚丙烯多面球。经21天的同步驯化挂膜后,生物滴滤池对VOCs的处理变得稳定高效。(3)在室内温度15~25℃,循环液p H在7~8之间的情况下,生物滴滤池处理VOCs废气的最适宜停留时间为90 s,最适宜喷淋量为250 m L/min;且随着进气浓度的增大,生物滴滤池对污染物的去除率会降低。(4)生物-光催化氧化协同处理系统对VOCs废气的去除效率随着进气浓度和进气量的升高而呈现降低的趋势。但是,在无论是在对VOCs去除的稳定性或者去除效率都要高于单一系统。且在进气浓度为50~500 mg/m3和进气浓度为100-600L/h的范围内生物-光催化氧化系统对VOCs的去除率稳定在90%以上。
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