光催化氧化法处理造纸废液研究
摘要:以高压汞灯作光源、锐钦矿型Ti02为催化剂，开展了光催化氧化法降解造纸废液的试验研究，考察了Ti02投量、H202投量、pH值、反应时间等因素对降解效果的影响。试验表明:25mL的废液在TiO2投量为0.39,3%的H2O:投量为4mL,pH=12.5的条件下，于室温下光照2h后对COD的去除率和脱色率分别达到了60%和90%，即采用光催化氧化法处理造纸废液是有效的。
关键词:造纸废液;光催化氧化法;二氧化钦
1试验部分
1.1废液水质
废液取自福建省泉州地区的某造纸厂，其水质见表1。
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1.2试验装置及方法
试验装置如图1所示。整个反应过程在紫外灭菌器内进行，以便控制反应条件，并提高对光能的利用率。高压汞灯的功率为40W，主波长为253.7nm。保持紫外灯管在反应器(6个100mL的烧杯)正上方20cm处。
每次取25mL废液于烧杯中，加人一定量的TiO2后放到灭菌器内用搅拌器搅拌均匀，在紫外灯下照射并间隔一定时间取样，经离心后分析COD(重铬酸钾法)、色度(稀释倍数法)和pH值(电位计)。
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2结果与分析
2.1 TiO2投量对降解效果的影响
向盛有25mL造纸废液的反应器内分别加人TiO2为0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.58，在温度为20℃的条件下用紫外灯照射3h后取样分析。COD去除率和脱色率随TiO2投量的变化如图2所示。
由图2可知，在一定的TiO2投量范围内降解速率随着Ti02投量的增加而增加，当Ti02投量>0.3g后，增加Ti02投量反而会使COD去除率下降。据罗建中等的研究，原因可能是:当Ti02投量较小时，有效光子不能完全转化为化学能，适一当增加Ti02投量则能产生更多的电子一空穴对，可加快反应速度，而用量过多则会造成光散射，反应速度也就随之降低了。综上所述，确定最佳TiO2投量为0.3g。
2.2H202投量对降解效果的影响
H202(浓度为3%)投量对COD去除率和脱色率的影响见图3(Ti02投量为0.3g，其他条件同前)。
从图3可以看出，当H2O:投量<4mL时，对污染物的降解速率随H2O:投量的增加而增大，此后增幅较小。分析原因可能是:加人适量的H202可以提供大量的氧，并增加了·OH自由基的数量，因而加快了反应速度;当加人的H202过量后其会在去紫外线照射下迅速分解而失去作用。因此， 确定H20的最佳投量为4mL。
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2.3pH值对降解效果的影响
在H2O2投量为4mL,Ti02投量为0.3g的条件下考察了pH值对降解效果的影响，结果见表2.由表2可知，pH值越低则对污染物的降解率越高，当pH值为1一3时色度仅为10倍左右，并伴有胶体析出现象(木质素被酸析出来)。考虑到调节pH值的耗酸量较大，确定反应的pH值仍为12.5。对反应后pH值的测定结果显示，pH都有向中性变化的趋势(见表3)。
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2.4光照时间对降解效果的影响
在Ti02投量为0.3g,H20:投量为4mL的条件下考察了光照时间对降解效果的影响，结果如图4所示。由图4可知，COD去除率和脱色率随着光照时间的增加而逐渐增大，并于120min左右时达到峰值，因此确定最佳反应时间为2h。
3 结论
光催化氧化法处理造纸废液的效果受Ti02 投量、H2O2投量、pH值、 光照时间等因素的影响， 其最佳参数为(处理25mL废液):TiO2投量为0.3g，3%H2O2的投量为4mL，pH值为12.5，光照时间为Zh。此时对COD的去除率可达60%以上，脱色率高达90%。
参考文献:
[1]何增耀;环境监测〔M〕.北京:农业出版社，1994.
[2]陈若墩.环境监测实验〔M〕.上海:同济大学出版社，1993.
[3]罗建中，齐水冰，操洲杏，等.光催化氧化法处理垃圾填埋场渗滤液的研究〔J〕.环境污染与防治，2001，23(2):63一65.
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