感应式光催化反应器降解苯酚废水的研究(2)

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传统的苯酚废水处理方法一般包括物理萃取法，化学氧化法，厌氧法，但是在实际应用过程中，这些方法有时候会有一定的缺点和不足，如下表1：

表1:苯酚废水常见处理方法的优缺点

方法类型处理方法优点缺点

物理法

化学法萃取法吸附法

氧化法

缩聚法这种方法是根据物理手段降解废水中悬浮污染物，对高含量的苯酚废水去除率高，所需要的时间较短。

主要是利用化学试剂与苯酚发生化学反应生成其他无毒无害的物质，进而降解苯酚，这种方法所需要的空间小，反应稳定。

利用微生物自身的氧化反应，分解溶液中的苯酚，进而完成自身生命活动，这样可以完全降解废水中的苯酚。这种方法对于含量低的苯酚废水处理效果较差，处理后的苯酚含量远大于排放标准。

这种方法不能彻底消除溶液中的苯酚，反应后的废水中仍然会含有较高浓度的苯酚，甚至会造成二次污染。文献综述

这种方法操作过程复杂，实验成本高，对于反应条件要求比较苛刻。

生化法生物膜法厌氧法

本实验采用的光源是紫外灯光源，并且自行设计制作光催化反应器。根据电磁感应的原理，用小型的电感线圈和紫外灯制作成反应器的光源，将紫外灯合理有效的摆放在有线圈的圆筒形反应器中，通入交变电流进而会产生感应磁场，从而通过电磁感应现象使紫外灯发光，这样就形成了具有感应磁场与耦合作用的感应式光催化反应器。反应器中的紫外灯是均匀排列的，这样大大的节省了空间，增大了光能的利用效率，紫外灯发出的光线可以与交变电流产生的感应磁场发生耦合作用，从而有效的提高了光催化降解效率。

2 实验部分

2.1 试剂与仪器

苯酚溶液、TiO2、H2O2、稀H2SO4和NaOH溶液、光催化反应器、烧杯、玻璃棒、量筒、2500mL容量瓶、滤纸、高效液相色谱仪、精密电子天平、PH计、空气压缩机、气体流量计、循环泵、功率放大器、离心机、重铬酸钾、去离子水、娃哈哈纯净水。

2.2 苯酚溶液的配制

称取对应质量的苯酚于烧杯中加水混合搅拌，使苯酚充分溶解，最后转移到2500mL的容量瓶中，并贴上浓度为10、15、20、25mg/L的标签于冰箱内保存。

2.3 光催化反应装置

高频交变电源和圆筒形反应器构成了整个感应式光催化反应器装置，其中对于整个装置来说，反应器是核心部件。高频交变电流能产生正弦交流电信号，功率放大器会将这个信号放大，然后通过反应器上缠绕的线圈会产生感应磁场，摆放在反应器中的紫外灯会与感应磁场相互感应，产生交变电流，产生紫外光。所以苯酚的降解是感应磁场和紫外光共同作用的。反应器中的溶液通过涡流循环泵不断循环反复进行光催化反应，更大程度上降解苯酚。空气压缩机能不断的对反应器进行曝气，为反应提供氧气，还能让催化剂不会沉淀，使整个溶液处于动态之中。来!自~751论-文|网www.751com.cn

2.4 实验方法

用实验室自制的含苯酚的水溶液作为模拟苯酚废水，以紫外灯作为光源，研究在外加交变磁场的条件下，苯酚的初始浓度、溶液的初始PH值、催化剂TiO2的投加量、氧化剂H2O2的投加量、交变磁场的频率等因素对苯酚降解效果的影响。根据实验设计，取150mL苯酚溶液，加入一定量的白色TiO2粉末和H2O2，用恒温循环水控制反应体系温度为25℃，打开空气压缩机调节空气流量，打开循环泵使反应液循环，用稳压电源控制光源强度，调节线圈电流强度及交变磁场频率，打开搅拌器，反应每隔20min取样一次，放入高速离心机中，以10000r/min离心，10min以后取上层清液过滤后测定苯酚的色谱峰面积，计算其降解率。