用光催化法處理垃圾滲濾液的研究

張奇 王晶

摘 要：課題研究主要是針對垃圾滲濾液污染物濃度較高、難于處理的現(xiàn)狀，探索技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的污水處理方式，對垃圾滲濾液進(jìn)行二氧化鈦光催化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，并研究了二氧化鈦催化處理垃圾滲濾液的效果，以驗(yàn)證其技術(shù)的可行性。

關(guān)鍵詞：光催化法；垃圾滲濾液；二氧化鈦

1 背景

二氧化鈦是一種主要的光催化氧化劑，可以重復(fù)使用，不產(chǎn)生二次污染。譚小平等[1]利用二氧化鈦和UV深度處理李坑垃圾場的滲濾液，去除了50%COD和80%的色度。另外，通過高強(qiáng)度的超聲波輻照垃圾滲濾液，利用空化反應(yīng)，能夠提供極端的物理化學(xué)反應(yīng)條件降解有機(jī)物[2]。本課題利用二氧化鈦處理垃圾滲濾液，研究了處理效果，驗(yàn)證技術(shù)可行性，并為實(shí)際使用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 意義

目前利用光催化氧化降解有機(jī)物的研究尚處于探索階段。據(jù)報道[3]，在美國建立了利用太陽光作試驗(yàn)裝置的光源進(jìn)行光催化反應(yīng)。我國利用二氧化鈦催化氧化有機(jī)物尚處于初始階段[4]。本課題用二氧化鈦處理中轉(zhuǎn)站垃圾滲濾液，對光催化氧化處理中轉(zhuǎn)站垃圾滲濾液進(jìn)行了可行性研究。

3 原理

光催化氧化技術(shù)機(jī)理是在接收到比帶隙能量大的光照射后，催化氧化劑或半導(dǎo)體材料處于價帶的電子就被激發(fā)到導(dǎo)帶，使價帶生成空穴帶正電，而導(dǎo)帶生成高活性電子，從而形成氧化還原體系，起到降解滲濾液中有機(jī)物的作用。

4 實(shí)驗(yàn)方案

本實(shí)驗(yàn)用材料為中轉(zhuǎn)站垃圾滲濾液。經(jīng)化驗(yàn)分析，原水的COD為24840mg/l。使用敞口玻璃皿作為光催化氧化實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)器，光源為1只20W的紫外燈，光源與反應(yīng)液面的垂直距離約10cm。 采集到的垃圾滲濾液中COD較高，實(shí)驗(yàn)方法為光催化法。利用分析天平稱量二氧化鈦，之后將稱量的二氧化鈦混入一定量的滲濾液中，采用恒溫磁力攪拌器進(jìn)行攪拌。在紫外光照一定時間后，將滲濾液進(jìn)行過濾，并吸取上清液進(jìn)行COD的測定。

5 結(jié)果與分析

5.1光照時間分析

在同樣的滲濾液原液和二氧化鈦用量的條件下，分析不同光照時間下，COD的去除率的變化。

本次試驗(yàn)設(shè)定了0小時、4小時、8小時、12小時、16小時、20小時、24小時，共七個光照時間段。經(jīng)化驗(yàn)分析不同時間段COD的去除率如下：

5.2 二氧化鈦用量分析

在同樣的滲濾液原液和相同的8小時光照時間下，分析不同的二氧化鈦用量對COD去除率的影響。

本次試驗(yàn)設(shè)定了0g、0.5g、1g、2g、4g、6g、8g、10g，共八個二氧化鈦添加量段。經(jīng)化驗(yàn)分析不同二氧化鈦添加量對COD的去除率如下：

6 結(jié)論與建議

垃圾滲濾液的處理一直是垃圾綜合處理的難題，采取用光催化法處理垃圾滲濾液，是解決垃圾滲濾液處理難題一個新的選擇途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚小萍，王國生，湯克敏.光催化氧化法用于垃圾滲濾液深度處理主要影響因素的試驗(yàn)研究[J].環(huán)境科學(xué)動態(tài)，1999，15（5）：28-30.

[2]侯秉政.中國青年學(xué)者論環(huán)境[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出社，l996.l42l46.

[3]張彭義，余剛，蔣展鵬.半導(dǎo)體光催化劑及其改性技術(shù)進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)進(jìn)展，1997，5（3）.

[4]魏宏斌，徐迪民，嚴(yán)煦世.光催化氧化水中有機(jī)污染物機(jī)理探討[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報，1997，25（5）：553-558.