摘要：采用光電催化氧化技術(shù)對天津市某石化企業(yè)反滲透單元濃水進行處理。經(jīng)光催化、電化學(xué)及光電催化氧化處理后濃縮液出水的COD、氨氮及色度去除率進行了對比研究。詳細探討了不同電流密度、反應(yīng)時間及紫外燈功率對COD、氨氮及色度去除效果的影響。
結(jié)果表明，在電流密度為2.0 mA/cm2，紫外燈光強度為30 μW/cm2的條件下，處理150 min后，COD的去除率為92.06%，氨氮濃度從44.61 mg/L下降至2.84 mg/L，色度去除率達到100%。對光電催化氧化法處理不同時間的出水進行了三維熒光光譜及凝膠色譜分析。結(jié)果表明，光電催化氧化法可將反滲透濃水中大部分大分子有機物結(jié)構(gòu)破壞，使其分解成小分子有機物。
隨著膜工藝的廣泛應(yīng)用與發(fā)展，反滲透技術(shù)逐漸成為石化、電力、冶金、制藥等諸多行業(yè)污水處理及循環(huán)水深度回用處理的首選技術(shù)。然而，一般反滲透工藝的實際產(chǎn)水量不足75%，同時會產(chǎn)生約25%左右的反滲透濃水，濃水中通常含有較高濃度的溶解性有機物、氨氮類物質(zhì)，溶液色度大、含鹽量高、可生化性差，因此反滲透濃水一直是較難處理的工業(yè)廢水之一。
目前，國內(nèi)外對反滲透濃水處理的方法主要有：回流法、直接或間接排放、資源化利用、蒸發(fā)濃縮等，然而這些方法均存在一定的局限性，且對反滲透濃水中有機物降解不完全，甚至?xí)a(chǎn)生二次污染等問題。
近年來，由于光電催化氧化法具有處理前期不需投加催化劑，對水中有機物降解無選擇性且較為徹底，不會產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點，逐漸成為人們研究的熱點。該方法的作用機理是：在紫外光照射條件下，陽極表面產(chǎn)生大量的強氧化性羥基自由基（.OH）基團與反滲透濃水中的污染物發(fā)生直接氧化作用；同時利用反應(yīng)過程中產(chǎn)生的強氧化劑（如活性氯等）與污染物發(fā)生間接氧化作用，將反滲透濃水中的污染物降解去除，從而消除對環(huán)境的污染。
本研究采用光電催化氧化法處理天津市某石化企業(yè)反滲透單元濃水，闡述了該方法對反滲透濃水的處理效果，探討并分析了其對反滲透濃水中污染物的去除機理。
1材料與方法
1.1水樣來源及水質(zhì)特點
實驗用水為天津市大港區(qū)某石化企業(yè)反滲透單元濃水，濃水中COD、氨氮、鹽度和氯離子的含量分別為204、44.61、4490和1943.25mg/L，電導(dǎo)率為9970μS/cm，pH=7.26，溶液色度為0.049。
1.2電極材料
陽極*將事先定制的筒形鈦網(wǎng)電極用0.1mol/L的鹽酸和蒸餾水清洗干凈。在室溫下，把20mL的Ti(OC3H9)4逐滴加入到無水乙醇中，在攪拌條件下超聲處理150min，形成淡黃色透明液體，密封陳化后，即得到具備一定粘度的TiO2溶膠。通過浸漬提拉法將TiO2溶膠均勻的涂抹在筒形鈦網(wǎng)電極上，最后在500°C條件下的馬弗爐中高溫煅燒2h，即可得到TiO2/Ti電極。
陰極：反應(yīng)器外壁（鋼質(zhì)）。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
1.3實驗裝置
實驗裝置如圖1所示，利用蠕動泵將反滲透濃水注入到光電催化氧化反應(yīng)器中，TiO2/Ti陽極和陰極分別與DH1718E-4型雙路跟蹤穩(wěn)壓穩(wěn)流電源的相關(guān)輸出端連接，通過調(diào)節(jié)外加電源來控制反應(yīng)電流密度，光源采用主波長為254nm的紫外燈，陰極和陽極的有效面積為450cm2，極板間距為I[9，光電催化氧化反應(yīng)器有效容積為3cm。在恒流條件下，對不同反應(yīng)時間的出水進行分析，考察COD、氨氮及色度等污染物指標的變化情況。
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