固载TiO2光催化降解废水中氨氮的动力学模型

时间:2022-05-07 11:50:05 其他范文 收藏本文 下载本文

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固载TiO2光催化降解废水中氨氮的动力学模型

篇1:固载TiO2光催化降解废水中氨氮的动力学模型

固载TiO2光催化降解废水中氨氮的动力学模型

采用固载TiO2光催化氧化处理模拟和实际氨氮废水,研究了反应的动力学模型和反应条件对氨氮氧化速率的影响.结果表明,在低浓度氨氮的TiO2光催化过程中,氨氮分子在催化剂表面的吸附是整个降解过程的`控制步骤,过程的动力学方程遵循r=kKCA/(1+KCA).若此时,氧浓度为常数时,氨氮在水中的降解可用拟一级反应模型来近似;催化剂投加量、曝气量、反应温度、光强等反应条件对反应的表观速率常数有着显著的的影响.

作 者:俞丹青 佘林源 张琴 YU Dan-qing SHE Lin-yuan ZHANG Qin  作者单位:武汉科技大学,化工与资源环境学院,湖北,武汉,430081 刊 名:应用化工  ISTIC英文刊名:APPLIED CHEMICAL INDUSTRY 年,卷(期): 35(9) 分类号:X703.1 关键词:动力学   TiO2   光催化氧化   氨氮   废水处理  

篇2:电极法测定废水中氨氮

电极法测定废水中氨氮

介绍了采用电极法测定废水中氨氮时,以吹气法代替蒸馏法对废水水样进行预处理,简化了水样预处理的程序,样品中氨氮的'释出率可达90%,加标回收率在60%~98.8%之间.对两种废水样各分析8次,得出其RSD值均小于5%.按3倍标准偏差计算方法的检出限为0.008 mg・L-1.定量测定的最高值为350 mg・L-1.

作 者:朱选祥 王丹君 ZHU Xuan-xiang WANG Dan-jun  作者单位:朱选祥,ZHU Xuan-xiang(湖南省永州市环境保护监测站,永州,425000)

王丹君,WANG Dan-jun(湖南力合科技发展有限公司,长沙,410013)

刊 名:理化检验-化学分册  ISTIC PKU英文刊名:PHYSICAL TESTING AND CHEMICAL ANALYSIS PART B:CHEMICAL ANALYSIS 年,卷(期): 43(4) 分类号:O657.1 关键词:电位法   离子选择电极   吹气处理   氨氮   废水  

篇3:浅议废水中氨氮的去除问题

浅议废水中氨氮的去除问题

摘要:随着工农业的迅速发展,氨氮污染的`来源越来越广泛,排放量也越来越大,氨氮的污染日益严重.氨氮排入水体,特别是进入流动较缓慢的湖泊、海湾,容易引起水中藻类及其它微生物大量繁殖,形成富营养化污染,这除了不但会造成自来水处理厂运行困难,饮用水异味外,而严重时会使水中溶解氧下降,鱼类大量死亡,甚至会导致湖泊的干涸消亡.本文分析了废水中氨氮的去除问题.作 者:王红禹    高艳峰  作者单位:王红禹(大连金石滩国家旅游度假区规划设计公司,辽宁,大连,116000)

高艳峰(大连市市政设计研究院有限责任公司,辽宁,大连,116000)

期 刊:科技致富向导   Journal:KEJI ZHIFU XIANGDAO 年,卷(期):, “”(6) 分类号:X7 关键词:废水    氨氮    饮用水   

篇4:废水中氨氮的处理技术

废水中氨氮的处理技术

综述了氨氮废水的处理技术,包括各种方法的`优缺点、适用范围、高浓度氨氮废水处理技术的研究进展.

作 者:潘新生 贾志宇 杨海真 Pan Xinsheng Jia Zhiyu Yan Haizhen  作者单位:同济大学,环境科学与工程学院,上海,92 刊 名:净水技术  ISTIC英文刊名:WATER PURIFICATION TECHNOLOGY 年,卷(期): 25(4) 分类号:X7 关键词:废水   氨氮   处理   进展  

篇5:Pt/TiO2对水中黑索今的光催化降解

Pt/TiO2对水中黑索今的光催化降解

摘要:在模拟日光下利用Pt/TiO2光催化剂对水中黑索今进行了光催化降解,有催化剂存在时,黑索今(RDX)的转化降解遵循一级反应动力学,RDX分子上的氮部分转化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮,催化剂的存在没有加快黑索今的`转化速率,但是大大加快了溶液COD和中间产物亚硝酸盐的氧化,对10mg・l-1亚硝酸盐的光催化降解显示,亚硝酸盐氮在有催化剂存在时被氧化的速率提高了16.8倍.作 者:刘秀华    龙素群    邓义    张玉川    傅依备    LIU Xiu-hua    LONG Su-qun    DENG Yi    ZHANG Yu-chuan    FU Yi-bei  作者单位:核物理与化学研究所,中国工程物理研究院,绵阳,621900 期 刊:环境化学  ISTICPKU  Journal:ENVIRONMENTAL CHEMISTRY 年,卷(期):, 28(4) 分类号:X7 关键词:黑索今    光催化降解    动力学    亚硝酸根离子   

篇6:油田氨氮废水的纳米TiO2光催化处理

油田氨氮废水的纳米TiO2光催化处理

摘要:以纳米TiO2为催化剂,在紫外光的作用下对氨氮废水进行光催化反应,分别考察了常温下TiO2投加量、反应时间、废水初始pH、外加H2O2对处理效果的影响。结果表明,对于100 mg/L的含NH3-N废水,当催化剂纳米TiO2用量为2.5 g/L、废水初始pH 8.5、反应时间为180 min、H2O2投加量为0.5 mg/L时,氨氮废水的去除率最高,达到了88.1%。

关键词:纳米二氧化钛;光催化处理;油田氨氮废水

随着工业废水、油田废水的大量排放,氨氮作为水体中一种常见污染物,正严重影响着人类以及动植物的正常生活[1-3]。氨氮进入水体后,在硝化细菌的作用下,将消耗大量的溶解氧,造成水中动植物的死亡。同时,将导致水体的富营养化,这也是造成近年来河流湖泊“水华”和近海海域“赤潮”的重要原因之一。在污水回用过程中,氨氮也将腐蚀、堵塞管道和用水设备,尤其是对铜具有较强的腐蚀性[4,5]。因此,去除水中的氨氮是环境保护的重要环节。目前氨氮废水的处理技术有生物硝化、折点氯化、氨吹脱、氨汽提、离子交换等方法[6]。

作为一种高效、无选择性、无二次污染的污水深度处理技术,光催化氧化技术日益受到人们的重视[7]。二氧化钛以其无毒、难溶于水、性质稳定、易于制备等优点,常作为光催化氧化的材料。纳米二氧化钛粒径仅为普通二氧化钛的1/10,可通过散射光和波长更短的紫外光。由于颗粒的纳米化,使其表面活性位增加,大大增强了其催化性能[8-12]。试验以纳米二氧化钛为催化剂,采用光催化氧化技术处理实验室模拟的氨氮废水,研究了各项因素对催化效果的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

UV- 紫外-可见分光光度计[尤尼柯(上海)仪器有限公司];FC204电子天平(上海精密科学仪器有限公司);PHS-25B 精密酸度计(上海大普仪器有限公司);254 nm 紫外光源(125 W)(北京电光源研究所);KQ-200KDE 超声清洗器(昆山市超声仪器有限公司);CJJ78-1 磁力搅拌器(金坛市晓阳电子仪器厂)。P25型TiO2;氨水;盐酸;氢氧化钠;双氧水等(均为分析纯)。试验对象为实验室模拟油田浮选后的氨氮废水,利用氨水配制成相应浓度,初始浓度为100 mg/L。

1.2 试验方法

光催化降解试验采用实验室自行设计的反应器。将300 mL含氨氮废水和定量的TiO2加入到反应器中,以125 W高压汞灯作为光源,反应距离固定为12 cm。反应器放置于磁力搅拌器上方,以保证整个反应在均匀的状态下进行。在常温下以一定的紫外光照射,改变纳米TiO2的用量、光照时间、pH、外加氧化剂用量等反应条件,每隔一定时间取样离心分离。通过测定反应前后氨氮指标,考察纳米TiO2光催化法对氨氮废水的处理效果以及最佳反应条件。

去除率=[(反应前氨氮含量-反应后氨氮含量)/反应前氨氮含量]×100%

氨氮的测定采用纳氏试剂分光光度法。

2 结果与分析

2.1 单独催化剂吸附和单独紫外光照射下氨氮的去除效果

单独纳米TiO2吸附和单独紫外光照射处理后氨氮浓度变化的比较。结果表明,在经过3 h的处理后,单独纳米TiO2吸附对氨氮的去除率为5.2%,单独254 nm紫外光照射对氨氮的去除率达到10.7%,表明单独纳米TiO2吸附与单独紫外光照射对氨氮没有明显的降解作用。

2.2 纳米TiO2投加量对氨氮去除效果的影响

以254 nm紫外光照射,改变纳米TiO2添加量,对100 mg/L 氨氮废水进行处理,其NH3-N的去除效果随时间的变化如图2所示。结果表明,在试验条件下,随着纳米TiO2用量的增加,氨氮的去除率先增加后降低。当TiO2的用量达到2.5 g/L时,处理180 min氨氮的去除率最高,达到了75.5%;再增加TiO2的用量,氨氮去除率反而会降低。其主要原因是在一定波长紫外光照射下,催化剂用量越大,空穴-电子对越多,进而增加强氧化剂·OH的产量,从而提高反应效率,提高了氨氮的去除率。但当TiO2的用量过高时,降低了水的透光性,在散射和屏蔽作用的双重影响下,降低对紫外光的利用率,使空穴-电子对数量降低,因而影响反应效率。

2.3 光照时间对氨氮去除效果的影响

在254 nm紫外光照射下,纳米TiO2用量为2.5 g/L,改变光照时间后测定NH3-N的去除率,结果表明,随着反应时间的增加,NH3-N的去除率逐渐增大,但180 min时NH3-N的去除率与150 min时相比略为增长,反应已接近平衡。再延长光照时间,将增加反应电能消耗,增加成本,所以取光照时间为180 min。

2.4 初始pH 对氨氮去除效果的影响

溶液的初始pH 将会影响纳米TiO2表面所带电荷的性质和氨氮在水中的存在状态,从而影响氨氮的去除效果。在254 nm紫外光照射下,纳米TiO2用量为2.5 g/L,对100 mg/L 氨氮废水进行处理,在不同的pH 下反应180 min,测定NH3-N的去除率,结果如图4所示。由图4可知,在酸性条件下,光催化剂表面呈正电性,产生的静电斥力减少了反应物质在催化剂表面的吸附,不利于光催化反应的进行。而且在酸性条件下,OH-的数量较少,从而减少了·OH的产量。同时,TiO2在水中等电点为pH 6,此时光催化氧化反应的活性最低。因而,在酸性条件下氨氮的去除率均较低,随着pH的逐渐增大,OH-的数量会增加,生成的·OH增加,氨氮的去除率也随之增大。同时,氨氮在水体中以NH3·H2O和NH4+两种状态存在,随着pH升高,溶液中NH3·H2O分子所占比例增大,在搅拌过程中,有一部分NH3·H2O分子被空气吹脱出来,进而提高了氨氮的去除率。在pH 8.5时,氨氮的去除率很高,达到了86.2%;在pH 9.5时,氨氮的去除率达到了87.6%;当pH≥10以后,随着吹脱作用占主导地位,反应效率迅速提高。考虑到吹脱作用会将污染物排放到大气中,造成大气污染,同时,考虑到在pH 8.5 和pH 9.5 时氨氮的去除率相差不大,故试验过程中取pH 8.5。

2.5 氨氮的起始浓度对氨氮去除效果的影响

在254 nm紫外光照射下,纳米TiO2用量为2.5 g/L,调节初始pH 8.5,分别对初始浓度为100、150、200、250 mg/L的氨氮废水进行处理,测定NH3-N的去除率,考察氨氮的初始浓度对氨氮去除效果的影响,结果如图5所示。从图5可以看出,在完全相同的`试验条件下,随废水中氨氮初始浓度提高,光催化降解的效果呈上升趋势。在处理180 min时氨氮初始浓度为100 mg/L时去除率达到82.6%,当氨氮初始浓度为250 mg/L时,去除率达到了91.0%。这说明针对不同浓度,甚至是较高浓度的氨氮废水均可达到较高的去除率。

篇7:掺杂Fe2O3纳米TiO2膜光催化降解有机染料废水中甲基橙

掺杂Fe2O3纳米TiO2膜光催化降解有机染料废水中甲基橙

摘要:采用溶胶-凝胶技术,以普通载玻片为基底材料,制备了掺杂Fe2O3的.TiO2薄膜,用TEM、TG-DTA、XRD对TiO2薄膜进行结构表征.用掺杂Fe2O3的TiO2薄膜降解有机染料废水中的甲基橙.结果表明,焙烧温度500℃时,制备的TiO2薄膜牢固,有较好的光催化活性.在pH为4,投加一定量的H2O2,太阳光照射30 min条件下,甲基橙的降解率达到93.02%.和纯纳米TiO2膜相比提高了3%以上.作 者:曹广秀    马淮凌    姜芳婷    王磊    Cao Guangxiu    Ma Huailing    Jiang Fangting    Wang Lei  作者单位:商丘师范学院化学系,河南,商丘,476000 期 刊:工业水处理  ISTICPKU  Journal:INDUSTRIAL WATER TREATMENT 年,卷(期):, 26(12) 分类号:X131.2 X788 关键词:溶胶-凝胶    纳米二氧化钛    光催化降解   

篇8:二氧化钛光催化降解废水中污染物的研究进展

二氧化钛光催化降解废水中污染物的研究进展

介绍了TiO2光催化氧化法降解废水中污染物的'作用机理.根据近年来的研究成果,对TiO2纳米粉体和TiO2薄膜的研制方法进行了归纳.分别介绍了悬浮式光催化反应器和固定式光催化反应器,讨论了它们各自的优点和缺陷.

作 者:张玲 高秀哲 ZHANG Ling GAO Xiu-zhe  作者单位:河北工业职业技术学院环境与化学工程系,河北,石家庄,050091 刊 名:河北化工 英文刊名:HEBEI CHEMICAL ENGINEERING AND INDUSTRY 年,卷(期): 32(6) 分类号:X703.1 关键词:光催化降解   TiO2光催化剂   TiO2薄膜   光催化反应器  

篇9:氨氮降解菌最佳培养条件及降解动力学研究

氨氮降解菌最佳培养条件及降解动力学研究

从污水处理厂活性污泥中筛选分离得到一株高效氨氮降解菌AD-5,研究了温度、pH值、摇床转速以及接种量对降解茵AD-5的'影响.实验结果表明:降解茵AD-5最适生长温度为35℃,最适宜培养基pH为7,最适宜摇床转速为120 r/min,100 mL LB液体培养基,最适宜的接种量为6.0 mL.在最佳培养条件下菌株AD-5具有更高的活性.菌种AD-5对氨氮的降解动力学实验结果表明:氨氮的残留浓度Y与时间X符合方程Y=73.3836e(-0.07722).

作 者:袁甲 赵东风 张庆冬 吴文华 Yuan Jia Zhao Dongfeng Zhang Qingdong Wu Wenhua  作者单位:中国石油大学(华东)化学化工学院 刊 名:油气田环境保护  ISTIC英文刊名:ENVIRONMENTAL PROTECTION OF OIL & GAS FIELDS 年,卷(期): 20(2) 分类号:X7 关键词:氨氮   氨氮降解菌   最佳培养条件   动力学  

篇10:化学沉淀法去除焦化废水中的氨氮

化学沉淀法去除焦化废水中的氨氮

采用化学沉淀剂MgCl2・6H2O和Na2HPO4・12H2O(或MgHPO4・3H2O)与焦化废水中的NH+4反应,生成磷酸铵镁沉淀.探讨了不同操作条件对氨氮去除率的影响.在pH为8.5~9.5的条件下,投加的'药剂Mg2+∶NH+4∶PO3-4(摩尔比)为1.4∶1∶0.8时,废水氨氮的去除率达99%以上,出水氨氮的质量浓度由2000 mg/L降至15 mg/L.

作 者:刘小澜 王继徽 黄稳水 刘大鹏 蒋谦  作者单位:刘小澜,王继徽,黄稳水,刘大鹏(湖南大学,环境科学与工程系,湖南,长沙,410082)

蒋谦(湖南湘牛环保实业有限公司,湖南,长沙,410007)

刊 名:化工环保  ISTIC PKU英文刊名:ENVIRONMENTAL PROTECTION OF CHEMICAL INDUSTRY 年,卷(期):2004 24(1) 分类号:X784 关键词:化学沉淀   焦化废水   氨氮   废水处理  

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固载TiO2光催化降解废水中氨氮的动力学模型
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