TiO2固定膜光催化降解甲胺磷農(nóng)藥廢水

1、TiO2固定膜光催化降解甲胺磷農(nóng)藥廢水         06-03-08 11:14:00     作者：葛飛 易晨俞 陳鵬     編輯：studa9ngns摘要：采用自制的TiO2固定膜淺池反應(yīng)器對經(jīng)生化處理后的甲胺磷農(nóng)藥廢水進行了降解試驗。經(jīng)處理后廢水中的COD降為59.3 mg/L、有機磷被全部降解為無機磷，達到污水綜合排放標(biāo)準(GB 8978-1996)中的一級排放標(biāo)準。 關(guān)鍵詞：光催化降解 甲胺磷 TiO2固定膜  

2、;Study on Photocatalytic Degradation of Methamildophos Wastewater by Using TiO2 Fixed FilmGE Fei，YI Chenyu，CHEN Peng，DAI Youzhi(Environmental Engineering Department,Xiangtan University,Xiangtan 411105,China)Abstract：Test was made on the degradation of biologically treated methamildophos wastewater b

3、y using TiO2 fixed film shallow basin reator.It is shown that CODint he treated effluent is reduced to 59.3 mg/L,and all of organic phosphorus is degraded to be inorganic phosphorus,and thus reaching grade 1 of integrated wastewa ter discharge standard(GB 8978-1996).Keywords: photocatalytic degradat

4、ion；methamildophos；TiO2fixed film有機磷農(nóng)藥廢水排放量大、毒性強，對這類廢水的治理已成為水處理工作者的研究重點。目前，國內(nèi)處理有機磷農(nóng)藥廢水大多采用生化法，但處理后的COD不能達到國家排放標(biāo)準，有機磷高達幾十mg/L1、2。湖南南天公司是一家大型農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)，以生產(chǎn)有機磷農(nóng)藥為主，甲胺磷的產(chǎn)量為5000m3/a。排放的甲胺磷廢水中有甲基氯化物和胺化物，其特點是COD和總磷含量高，pH值高，屬于可生化性差、難降解的廢水。采用自制的TiO2固定膜淺池反應(yīng)器對其進行光催化降解，并將其作為厭氧折流板反應(yīng)器處理該種廢水的后續(xù)處理，出水水質(zhì)達到了國家工業(yè)廢水一級排放標(biāo)準，具

5、有理想的處理效果。1光催化降解的原理 當(dāng)以光子能量TiO2帶隙能(3.2 eV)的光波輻照TiO2時(387.5 nm)，處于價帶的電子被激發(fā)到導(dǎo)帶上生成高活性電子(e-)，在價帶上產(chǎn)生帶正電荷的空穴(h+)。TiO2與水接觸后，水分子及溶解氧與被光激發(fā)產(chǎn)生的h+、e-作用，生成強氧化性的·OH、·O2-，并通過·OH、h+和·O2-等逐步將有機物降解為CO2和H2O等無機物，上述反應(yīng)可描述如下： ·OH和·O2-使吸附在TiO2表面的有機磷農(nóng)藥中的PO鍵或PS鍵發(fā)生斷裂，最終以PO43-形式存在，斷鍵后的其他有機物質(zhì)在·O

6、H和·O2-作用下分別形成CO2、H2O及其他無機物。2試驗內(nèi)容及方法2.1主要儀器和試劑D/MAX3C X射線衍射儀(日本理學(xué)公司)；S570掃描電子顯微鏡(日本島津公司)；HJ3 恒溫磁力攪拌器(江蘇國華儀器廠)；WKB1無油空氣泵(天津分析儀器廠)；600 馬弗爐( 清華開關(guān)設(shè)備廠)；PHS2酸度計(上海第三分析儀器廠)；722S分光光度計(上海第三分析儀 器廠)；紫外燈(14 W)；大塊鋁片；四異丙醇鈦(A.R)；無水乙醇(A.R)；鉬酸銨(A.R)；酒石酸銻鉀(A.R)；過硫酸鉀(A.R)；磷酸二氫鉀(A.R)。2.2廢水水質(zhì) 原水水質(zhì)：CODCr=41736 mg/L；p

7、H=11.6；氯化物=53899 mg/L；總磷=6193.5 mg/L；SS=1915 mg/L。生化處理后水質(zhì)：CODCr=412 mg/L；pH=7.8；總磷=46.7 mg/L。2.3TiO2負載在干燥的燒杯中以125的體積比將四異丙醇鈦、無水乙醇進行混合攪拌，調(diào)節(jié)體系的pH=3 ，再按31的體積比逐滴加入水并進行劇烈攪拌，觀察到溶液轉(zhuǎn)變成溶膠并有淡藍色。約30 min后將溶膠裝入噴槍，噴涂在預(yù)先處理過(酸洗、堿洗、醇洗)的鋁片上3，在100 烘箱中干燥5 min，以后重復(fù)噴涂、干燥4次。將鋁片放入馬弗爐中，以4 /min的升 溫速率升至400 并保持1 h。經(jīng)測定所鍍膜為銳鈦型，粒徑

8、為0.6 m。2.4試驗過程模擬工業(yè)淺池自制了光催化氧化器，池周長為600 mm，池高為80 mm,光源距水面為80 mm，在光源上方30 mm處安裝反光鋁片。加入經(jīng)厭氧折流板反應(yīng)器生化處理后的農(nóng)藥廢水1 L，通入空氣(0.02m3/h)，打開14 W紫外燈照射。光照過程中定時取樣，用比色法測定有機磷，用重鉻酸鉀法測定COD。3結(jié)果與討論3.1光解率與降解時間的關(guān)系為了研究TiO2催化劑對體系的催化效果，進行了一組對比試驗，在淺池中放入未鍍膜的鋁片和鍍膜的鋁片分別對廢水進行處理，試驗結(jié)果見圖1。由圖1可知，甲胺磷農(nóng)藥廢水在不同體系中的降解率有較大區(qū)別。在放有空白鋁片的池中，紫外線對有機磷具有一定的光解作用，在90 min時降解率為16.21%；在有鍍膜鋁片的池中，有機磷的降解率明顯提高到50.28%，說明TiO2對廢水具有明顯的催化作用。3.2初始CX2pHCX值對降解率的影響 體系初始pH值對有機磷降解率的影響見