本文關(guān)鍵詞：可見光催化與生物氧化直接耦合工藝強(qiáng)化處理苯酚廢水研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：苯酚廣泛存在于各類工業(yè)廢水中,包括煤炭加工廢水、造紙廢水、制藥廢水以及石化廢水等。苯酚廢水的高毒性對水體生態(tài)及人體健康造成很大威脅。目前,紫外光催化與生物膜直接耦合技術(shù)很好地克服了單獨(dú)光催化、單獨(dú)生物法及光催化與生物間接耦合法存在的能耗高、效率低、運(yùn)行調(diào)控困難等問題,表現(xiàn)出對苯酚的高效降解性能,但是采取紫外光作為光源使得很難有效利用太陽能。針對這個(gè)缺陷,本研究擬制備可見光催化材料,構(gòu)建可見光催化與生物氧化直接耦合工藝。本研究首先通過水熱處理法及納米自組裝技術(shù)制備出了負(fù)載型可見光響應(yīng)材料Er~(3+):YAlO_3/TiO_2-海綿。為獲得對苯酚去除最佳的光催化材料,采用響應(yīng)面法對制備條件進(jìn)行了優(yōu)化,制備條件包括水熱處理溫度、Er~(3+):YAlO_3/TiO_2濃度及海綿與Er~(3+):YAlO_3/TiO_2懸浮液的投加比。本論文獲得的RSM模型P值為0.0002,具有高度的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性,且表現(xiàn)實(shí)際值與預(yù)測值高度的匹配性。通過考察制備條件的交互影響,得到光催化材料的最佳制備條件為:水熱處理溫度(130 o C),Er~(3+):YAlO_3/TiO_2濃度(19.75 g/L)及海綿與Er~(3+):YAlO_3/TiO_2懸浮液的投加比(20 g/L)。而且,表征結(jié)果表明,本論文制備的Er~(3+):YAlO_3/TiO_2膜均勻、裂縫及堆積少,晶型為銳鈦礦相,具備較強(qiáng)的可見光響應(yīng)能力。本研究使活性污泥在最佳Er~(3+):YAlO_3/TiO_2-海綿載體微孔內(nèi)形成生物膜,穩(wěn)定后置于一種新型流化床反應(yīng)器中進(jìn)行對模擬苯酚廢水(50 mg/L)進(jìn)行吸附(AD)、可見光催化(VPC)、單獨(dú)生物降解(B)及可見光催化與生物氧化直接耦合降解實(shí)驗(yàn)(VPCB),通過四種條件的對比探討VPCB對苯酚廢水的強(qiáng)化處理作用及直接耦合機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn),反應(yīng)16 h之后VPCB對苯酚及溶解性總有機(jī)碳(DOC)的去除率分別為99.8%及65.2%;而VPC對苯酚及DOC的去除率分別為71.6%及50.0%,B對苯酚及DOC的去除率分別為99.4%及58.2%,VPC與B對苯酚及DOC的去除率均低于VPCB。以上數(shù)據(jù)表明VPCB可以強(qiáng)化苯酚的去除及礦化。最后,結(jié)合生物量與苯酚中間產(chǎn)物的數(shù)據(jù)分析了可見光催化與生物氧化直接耦合機(jī)制。
【關(guān)鍵詞】：直接耦合 響應(yīng)面 可見光催化 生物降解 苯酚
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-27
• 1.1 含酚廢水的來源與危害11-13
• 1.2 含酚廢水的處理方法及現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 物理法13-14
• 1.2.2 生物法14-16
• 1.2.3 高級氧化法16-20
• 1.3 高級氧化-生物氧化耦合技術(shù)20-23
• 1.3.1 高級氧化與生物氧化間接耦合技術(shù)20-21
• 1.3.2 光催化-生物氧化直接耦合技術(shù)21-23
• 1.4 課題的提出與研究內(nèi)容23-27
• 1.4.1 課題的提出23-25
• 1.4.2 研究內(nèi)容25-27
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法27-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器27-28
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑與材料27-28
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器28
• 2.2 可見光響應(yīng)光催化劑-生物膜復(fù)合材料的制備28-30
• 2.2.1 上轉(zhuǎn)換發(fā)光劑的制備（Er~(3+):YAlO_3）28-29
• 2.2.2 可見光響應(yīng)Er~(3+):YAlO_3/TiO_2的制備及負(fù)載29
• 2.2.3 Er~(3+):YAlO_3/TiO_2-海綿的掛膜29-30
• 2.3 材料表征30-32
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡及能譜分析（SEM-EDS）30
• 2.3.2 X射線衍射分析 （XRD）30-31
• 2.3.3 X射線光電子能譜（XPS）31
• 2.3.4 熒光光譜分析（FS）31
• 2.3.5 紫外-可見漫反射光譜分析（UV-Vis DRS）31
• 2.3.6 生物量測定（Biomass）31-32
• 2.4 實(shí)驗(yàn)裝置及運(yùn)行方式32-33
• 2.5 水樣分析方法33-36
• 2.5.1 紫外-可見分光光度法33-34
• 2.5.2 高效液相色譜（HPLC）34-35
• 2.5.3 總有機(jī)碳分析儀（TOC）35-36
• 第3章 可見光響應(yīng)催化劑的制備、表征及性能研究36-53
• 3.1 負(fù)載型ER~(3+):YALO_3/TIO_2的制備與優(yōu)化36-46
• 3.1.1 前期單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論36-38
• 3.1.2 基于響應(yīng)面法的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)38-40
• 3.1.3 響應(yīng)面模型優(yōu)化及分析40-46
• 3.2 可見光響應(yīng)光催化劑的表征分析46-53
• 3.2.1 SEM46-47
• 3.2.2 XRD47-48
• 3.2.3 XPS48-49
• 3.2.4 UV-Vis DRS49-50
• 3.2.5 FS50-53
• 第4章 可見光催化與生物氧化直接耦合技術(shù)強(qiáng)化降解苯酚53-62
• 4.1 可見光催化劑與生物膜復(fù)合材料的制備與表征53-54
• 4.2 可見光催化與生物氧化直接耦合技術(shù)對苯酚的降解性能及機(jī)制解析54-62
• 4.2.1 不同體系對苯酚降解性能對比54-57
• 4.2.2 可見光催化與生物氧化直接耦合技術(shù)中的自調(diào)整機(jī)制57-59
• 4.2.3 可見光催化與生物氧化直接耦合機(jī)制59-62
• 第5章 結(jié)論與展望62-65
• 5.1 結(jié)論62-63
• 5.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-77
• 作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果77-79
• 致謝79

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  本文關(guān)鍵詞：可見光催化與生物氧化直接耦合工藝強(qiáng)化處理苯酚廢水研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：364385