申請日2015.06.10

　　公開(公告)日2015.09.16

　　IPC分類號C02F1/32; C02F1/78

　　摘要

　　本發明O3與TiO2-UV協同光催化處理難生物降解廢水的方法，包括以下步驟：⑴將難生物降解的廢水引入反應器中并將所述廢水的pH值調節至3.8～4.2;⑵在反應器的廢水中加入O3 100～150mg/L、TiO2 3～5mg/L;將廢水在反應器內停留3～4小時;⑶打開設置在反應器上光照強度為125w的紫外燈，光照0.5～5h;⑷紫外燈光照處理后將廢水的pH值調至7.5～8.5;⑸處理后的廢水排放;本發明利用了TiO2-UV光催化產生電子-空穴對的性能，空穴與水、電子與溶解氧反應分別產生·OH和O2-，能氧化去除絕大多數有機物;再利用O3較強的親電性能，將O3與TiO2-UV協同使用提高TiO2-UV的光催化效率，使得對難生物降解廢水的處理更為有效。

　　權利要求書

　　1.一種O3與TiO2-UV協同光催化處理難生物降解廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　(1)將難生物降解的廢水引入反應器中并將難生物降解的廢水的pH值調節至3.8～4.2;

　　所述難生物降解的廢水的化學需氧量(COD)為220～320mg/L;

　　(2)在所述反應器的廢水中加入O3 100～150mg/L;加入TiO2 3～5mg/L;將所述廢水在反應器內停留3～4小時;

　　(3)打開設置在所述反應器上方的紫外燈，所述紫外燈的光照強度為125w(365nm)，光照時間為0.5～5h;

　　(4)紫外燈光照處理后將廢水的pH值調至7.5～8.5;

　　(5)處理后的廢水排放。

　　2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　(1)將反應器中的難生物降解廢水的pH值調節至3.8～4;

　　(2)在所述反應器的廢水中加入O3 120～130mg/L;加入TiO2 4mg/L，將所述廢水在反應器內停留3.5小時;

　　(3)打開設置在所述反應器上方的紫外燈，所述紫外燈的光照強度為125w(365nm)，光照時間為0.5～5h;

　　(4)紫外燈光照處理后將廢水的pH值調至7.8～8.2;

　　(5)處理后的廢水排放。

　　說明書

　　O3與TiO2-UV協同光催化處理難生物降解廢水的方法

　　技術領域

　　本發明涉及廢水處理技術領域，具體地說，是一種O3與TiO2-UV協同光催化處理廢水的方法，尤其適合對難生物降解的廢水進行處理。

　　背景技術

　　環境保護是當今深受人們關注的行業。廢水處理是環保工作的主要內容之一�，F代社會對石油的嚴重依賴使石油化工行業飛速發展。但是，石油化工行業上下游企業所產生的化工廢水多具有化學需氧量(COD)高、鹽度高、毒性大等特點，是目前典型的用生物降解方法難以處理的廢水。在采用常規的物化處理方法或者生化處理方法很難滿足目前的環保要求的情況下，高級氧化技術(AOP)成為人們在廢水處理領域所關注的新技術。

　　高級氧化技術(AOP)是指在環境溫度或壓力下通過產生具有高反應活性的羥基自由基(·OH)來氧化降解有機污染物的處理方法。其中，二氧化鈦-紫外光(TiO2-UV)催化高級氧化技術的反應原理是在一定波長紫外光照射下，半導體會激發產生電子-空穴對，空穴會與水、電子與溶解氧反應，分別產生·OH和O2-，由于·OH和O2-都具有強氧化性，因此足以氧化絕大多數有機物。但是，光催化產生的電子-空穴對簡單復合的幾率較大，導致光催化效率很低。

　　發明內容

　　本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種O3與TiO2-UV協同光催化處理難生物降解廢水的方法;由于臭氧(O3)具有較強的親電性能，因此將O3與二氧化鈦-紫外光(TiO2-UV)協同使用能夠提高TiO2-UV的光催化效率，從而提高難生物降解廢水中有機物的去除率。

　　為實現上述目的，本發明采取了以下技術方案。

　　一種O3與TiO2-UV協同光催化處理難生物降解廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　(1)將難生物降解的廢水引入反應器中并將難生物降解的廢水的pH值(用H2SO4)調節至3.8～4.2;

　　所述難生物降解的廢水的化學需氧量(COD)為220～320mg/L;

　　(2)在所述反應器的廢水中加入O3 100～150mg/L;加入TiO2 3～5mg/L;將所述廢水在反應器內停留3～4小時;

　　(3)打開設置在所述反應器上方的紫外燈，所述紫外燈的光照強度為125w(365nm)，光照時間為0.5～5h;

　　(4)紫外燈光照處理后將廢水的pH值調至7.5～8.5;

　　(5)處理后的廢水排放。

　　一種O3與TiO2-UV協同光催化處理難生物降解廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　(1)將反應器中的難生物降解廢水的pH值(用H2SO4)調節至3.8～4;

　　(2)在所述反應器的廢水中加入O3 120～130mg/L;加入TiO2 4mg/L，將所述廢水在反應器內停留3.5小時;

　　(3)打開設置在所述反應器上方的紫外燈，所述紫外燈的光照強度為125w(365nm)，光照時間為0.5～5h;

　　(4)紫外燈光照處理后將廢水的pH值調至7.8～8.2;

　　(5)處理后的廢水排放。

　　本發明的方法對難生物降解的廢水的處理原理為：

　　在O3與TiO2-UV協同光催化反應中，pH是光降解過程中的一個重要因素。在通常情況下，TiO2分散的越好，受UV照射的面積就越大，產生的電子-空穴對就越多，光催化活性也就越高。而溶液的pH能改變顆粒表面的電荷，從而改變顆粒在溶液中分散的情況。

　　在O3與TiO2-UV協同光催化反應中，O3的投加量是光降解過程中另一個重要因素。O3的投加量越高，廢水中有機物的去除效果越好，但是，相應的處理成本也越高。因此，對O3的投加量也是有講究的。

　　在O3與TiO2-UV協同光催化反應中，TiO2的投加量是光降解過程中的第三個重要因素。COD去除速率與TiO2的投加量并非呈線性關系，TiO2投加量增加到一定濃度時，COD的去除速率反而會減小，這可能是因為催化劑濃度過大出現了催化劑對光照的遮擋。另外，高濃度的催化劑與反應液的接觸面增大，催化劑及其表面有機物得到光量子的幾率會有所降低。因此，對TiO2的投加量也是有講究的。

　　紫外光照強度是O3與TiO2-UV協同光催化反應中另一個重要參數。在紫外光光照強度為125w(365nm)的條件下，半導體的催化效果最好。

　　此外，反應時間也是O3與TiO2-UV協同光催化反應中另一個重要參數。通常情況下，反應時間越長，反應越充分，去除效率越高。但是，在實際應用中所需要的相應的反應器體積也需要增大。

　　本發明的積極效果是：

　　(1)提供了O3與TiO2-UV協同光催化處理難生物降解廢水的方法;由于O3具有較強的親電性能，因此將O3與TiO2-UV協同使用能夠提高TiO2-UV的光催化效率，從而提高難生物降解廢水中有機物的去除率。

　　(2)在O3與TiO2-UV協同光催化處理過程中，一方面，O3能帶走二氧化鈦光致電子空穴對中的電子，提高光催化效率;另一方面，O3本身可以直接作用于有機物，也可以與紫外光或自由電子反應生成自由基而與有機物發生反應，從而使得對難生物降解廢水的處理更為有效。

　　(3)是一種很有前途的水處理技術。