为

0. 5L /m in

。在该实验条件下

,

通过测定反应前后水

样的

COD

、

BOD

、

电导率 、

pH

值及毒性等指标

,

对比分

析各类制浆造纸废水的光催化降解效果 。实验结果如
表

3

所示 。

表

3

　不同制浆造纸废水光催化降解前后水质分析表

类型

/

性质

时间

/ h

COD /mg

・

L

- 1

BOD /mg

・

L

- 1

BOD /COD

电导率

pH

值

毒性

( 100 / EC

50

)

KP

废水

0

1397

361

0. 26

2. 11

7. 74

0. 75

4

1165

289

0. 25

2. 15

6. 5

0. 53

8

833

256

0. 31

2. 24

7. 53

0. 47

TMP

废水

0

1556

339

0. 22

0. 62

7. 23

0. 43

4

804

225

0. 28

0. 74

6. 29

0. 45

8

719

253

0. 35

0. 79

6. 82

0. 26

TM P / KP /

二次

纤维综合废水

0

497

168

0. 34

0. 89

8. 29

0. 82

4

63

31

0. 49

0. 87

7. 53

0

8

34

20

0. 59

0. 78

8. 43

-

纸厂废水

0

259

111

0. 43

0. 82

7. 94

0. 4

8

20

12

0. 6

0. 84

8. 44

0

　　从 表

3

可 以 看 出

,

光 催 化 降 解 后 各 类 废 水 的

BOD /COD

比值增加

,

即废水可生化性提高 。另外

,

光

照下

TiO

2

表面的水合作用或羟基化作用使反应液

pH

值产生变化

,

但变化很小

,

可能是由于废液中含有一些

金属离子

,

它们起到了缓冲作用导致的 。表

3

亦表明

光催化反应后废液毒性下降 。

图

4

描述了各类废水中

COD

的降解情况和降解

速率 。图

5

中的曲线是应用

L angm u ir

方程式

(

式

6 )

得

出的

[ 5 ]

。

- d [ C

RH

] / dt = kK[

C

RH

] / (1 + K[

C

RH

] ) 　 ( 6)

式中

k

为反应速率常数

, K

为有机物在

TiO

2

表面

上的

L angm u ir

吸附常数 。该方程式已被成功地用于

模拟废水中有机物的光催化降解反应 。

由图

4

和图

5

可以看出

,

光催化降解处理制浆造

纸废水时

,

废水类型和初始

COD

浓度都是影响处理效

果的关键因素 。在图

4

中我们看到纸厂废水光催化降

解反应速率最大

, KP

浆废水处理效果不佳 。式

6

表明

在低的

COD

浓度下

,

反应为一级反应

,

随

COD

浓度增

大降解速率增加

;

而在高的

COD

浓度下

,

反应为零级

反应

,

降解率稳定为一常数 。

然而

,

图

5

中有两点在曲线之外

,

即实验室自制综

合废水和

KP

浆废水不符合

L angm u ir

方程式 。前者的

COD

降解率远高于实际的制浆造纸废水

,

而后者的降

解率却低于其它类纸厂废水 。分析原因认为废水中金
属离子和氯离子降低了光催化降解效率

,

故废水中无

机污染物浓度越低

,

有机物降解速率越高 。自制综合

废水中只含有松香酸和甲醇

,

无其它离子存在

,

因而

COD

降解率最高 。而

KP

浆废水中常含有金属离子 、

氯离子和硫化物

,

它们抑制了光催化降解效率

,

因此

COD

降解率很低 。

4

　结论

4. 1

　

TiO

2

光催化降解反应受多种因素的影响

,

本次

实验利用纸厂废水研究确定出较优的反应条件如下

:

催化剂选择

20%

金红石和

80%

锐钛矿组成的混晶型

TiO

2

,

催化剂用量

1g /L ,

曝气采用纯氧曝气

, O

2

流速为

0. 5L /m in

。

4. 2

　

TiO

2

光催化降解技术可用于降解各类制浆造纸

废水

,

但其降解效率受废水中初始有机物浓度及其它

污染物影响 。实验表明

TM P

废水 、

纸厂废水等化学品

耗量低的制浆造纸工艺废水比

KP

废水更适宜于

TiO

2

光催化降解处理 。

[

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2

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下转第

18

页

)

—

5

1

—

TiO

2

光催化技术处理制浆造纸废水的试验研究