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納米TiO2在脫硫廢水治理中的實(shí)驗(yàn)研究

文檔作者：張龍飛，原永濤文檔來源：華北電力大學(xué)(保定)環(huán)境工程系		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年07月06日
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2011年第5期(總第68期)
紅；夏與予飪
ENERGY AND ENERGY CONSERVATION 2011年5月
辮∞*常_‘，一：，??‘掣雒
§環(huán)境姿源l
i＆?，t一????—∞i《
納米Ti02在脫硫廢水治理中的實(shí)驗(yàn)研究
張龍飛，原永濤
(華北電力大學(xué)(保定)環(huán)境工程系。河北保定071003)
摘要： 敘述了采用測(cè)量原水中的CI一，SO．2‘，COD，F(xiàn)一，S“，色度和濁度等指標(biāo)，以cl一和s0．2一作為主要測(cè)量對(duì)象，以
自制摻雜N的納米Ti02處理邯鄲熱電廠脫硫廢水方法，確定的具有最佳去除效果的Ti02。指出，材料黏附性差時(shí)，對(duì)廢
水處理的效果不好。
關(guān)鍵詞：Ti02；CI一；S04“；參雜；負(fù)栽
中圖分類號(hào)：X773 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095-0802．(2011)05-0036-02
Experimental Study of Desulphurization Waste Water Treating by Nanometer Ti02
ZHANG Long·fei，YUAN Yong·tao
(Department of Environmental Engineering，North China Electric Power University(Ehoding)，E殖oding 07'10∞，Hebei，China)
Abstract：Described methods of desulphuriz8tion waste water treating using home·made nanometer titanium dioxide to treat the desulphurlzation
waste water in the Handan thermal power plant．In the first step，the author analyzed the original water indexes，such
∞CI一，SO‘”，COD，F(xiàn)‘、S。，the chroma，the turbidity and SO on．And chose CI—and SO．。as the main objects，which m
selected to prove the efficiency of nanometer titanium dioxide，SO he find out the nanometer titanium dioxide which is N doped is the
best catalyst．In the experiment，he tried some kinds of load of Ti02，such∞ACF，glass，and quartz sand．Pointed out the effect
in water treatment is not obvious，because of its not good stick character．
Key words：nanometer Ti02；CI一；S04。一；Doping；load
0引言
石灰石一石膏濕式煙氣脫硫是世界上應(yīng)用最多、技術(shù)
最成熟的FGD脫硫工藝，其適用煤種范圍廣、煤種含S量
范圍大、脫硫效率高(≥90％)、系統(tǒng)可用率高(≥95％)、吸
收劑利用率高(≥90％)、石灰石來源豐富且價(jià)廉、工藝成
熟、運(yùn)行可靠性高。但是，濕法煙氣脫硫由于煤中含有諸
如F，C1，Cd，Hg，Pb，Ni，As，Cr等包括重金屬在內(nèi)的多種
元素，它們?cè)谌紵笊傻亩喾N化合物，一部分隨爐渣排
出爐膛，另部分隨煙氣進(jìn)入脫硫裝置吸收塔，溶解于吸收
漿液中，產(chǎn)生了很多高污染物濃度的脫硫廢水，其特點(diǎn)是：
水質(zhì)呈弱酸性；懸浮物含量很高；廢水中主要的Ca，Mg等
硬度離子含量極高；脫硫廢水中的陰離子主要為cl+，
SO．’。SO，“，F(xiàn)一等；BOD雖不算太高但形成BOD的主要
因素不是有機(jī)物，是SO，2一和S：0。2‘等還原態(tài)無機(jī)離子。
所以，必須加以處理至達(dá)標(biāo)排放。
l 實(shí)驗(yàn)過程
1．1儀器和試劑
使用的儀器有JJ-4A型六聯(lián)攪拌機(jī)，156型pH／電導(dǎo)
收稿日期：201l-03-21
第一作者簡(jiǎn)介：張龍飛。1987年生，男。新疆石河子人。2009年畢
生于華北電力大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，在讀研究生。
·36．
率儀，BT25S型精密電子天平，烘箱，錐形瓶，量筒，移液管，
玻璃棒，燒杯，分液漏斗等。使用的試劑有無水乙醇(分析
純)，鈦酸丁酯(分析純)，尿素，F(xiàn)eCI，(分析純)，冰醋酸，
K：Cr20，，AgNO，溶液，甲基紅指示劑。
1．2實(shí)驗(yàn)方法
本次實(shí)驗(yàn)采用改性納米二氧化鈦處理來自邯鄲熱電
廠的脫硫廢水，該廠采用石灰石一石膏濕式煙氣脫硫技
術(shù)，測(cè)定廢水的各個(gè)指標(biāo)，廢水原始指標(biāo)及參考標(biāo)準(zhǔn)見
表l。以主要超標(biāo)物質(zhì)作為指標(biāo)研究了TiO：處理廢水的
最佳條件．對(duì)二氧化鈦改性前后作對(duì)比，并研究了其負(fù)載
情況。
表1 廢水原始指標(biāo)及參考標(biāo)準(zhǔn)
污染物單位原水測(cè)定值參考標(biāo)準(zhǔn)
CI— mg／L l 454．7
so：一mg／L
4 196．6 2 0lGlo
COD me,／L
337．28 150
SS mg／L l 336 150
F— mg／L
3．236 10
S2一me／L 6．733 1．O
濁度NTU 18．8
pH
6．2 6—9
廢水分析：針對(duì)納米二氧化鈦的吸附以及光催化特
性，我們并沒有測(cè)量廢水中的cu、zrI、cd等金屬離子。結(jié)
果發(fā)現(xiàn)同大多數(shù)脫硫廢水一樣，該廢水中CI一、S042。、SS、
S2-、COD超標(biāo)，我們采用Cl一、SO．2一為測(cè)量指標(biāo)來實(shí)驗(yàn)
萬方數(shù)據(jù)
2011年第5期張龍飛．等：納米TiO：在脫硫廢水治理中的實(shí)驗(yàn)研究201 1年5月
TiO：的處理效率。對(duì)于前者可以發(fā)揮吸附和光催化特性，
對(duì)于后者可能只發(fā)生吸附作用。
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)普通納米TiO，對(duì)廢水中的Cl‘處理效
率在30％以下，不很高。說明在實(shí)驗(yàn)條件下，使用普通的
納米TiO：是不夠的。為提高其催化效率，接下來實(shí)驗(yàn)我
們對(duì)TiO：進(jìn)行改性，嘗試在TiO：中參雜N元素。
1．3摻雜N的納米TiO，處理脫硫廢水中的Cl一
實(shí)驗(yàn)中采用溶膠一凝膠法制備含N的TiO：，依次改
變每個(gè)條件，確定含TiO：處理脫硫廢水中Cl一的最佳條
件。改變催化劑的投加量，改變攪拌時(shí)間，改變pH值，改
變溫度，其去除率變化分別見圖1、圖2、圖3和圖4。
墨＼瓣籃
粕
l＼
辟籃粕
墨
＼辟
篷柏
圈1改變催化劑投加■時(shí)去除率變化曲線
反應(yīng)時(shí)問／rain
圈2改變時(shí)間時(shí)去除率變化曲線
圈4改變溫度時(shí)去除率變化曲線
改變光照，在紫外燈照射下，納米TiO，催化性是最好
的。在普通光下，納米TiO：可能只有吸附作用。因?yàn)楣?
照是初始激發(fā)因素，關(guān)系到反應(yīng)能不能進(jìn)行的問題，沒有
光照納米TiO：半導(dǎo)體的電子就不能越過禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶，
沒有足夠的能量無法克服能量壁壘，就沒法產(chǎn)生光生電子
和空穴，也就沒法降解污染物。
經(jīng)過以上幾組實(shí)驗(yàn)，得出含N納米TiO：處理Cl一的
最佳條件是催化劑投加量80 mg，溶液溫度45℃，pH為4，
紫外光照射下攪拌l h，放置1／2 h，最佳效率40％。
摻雜N的納米TiO：處理脫硫廢水中的SO?！埃猛?
樣的實(shí)驗(yàn)方法，在實(shí)驗(yàn)中依次改變每個(gè)條件，確定含TiO：
的處理脫硫廢水中cl的最佳條件。最終確定TiO：處理廢
水中SO。2‘的最佳條件是：TiO：投加量為100 mg，pH為6，
溶液溫度為35℃，紫外光照下攪拌l h，靜置1／2 h，最佳
效率為34％。
2結(jié)果與討論
按照該實(shí)驗(yàn)條件處理脫硫廢水，廢水中的重金屬可以
降到非常低的程度，各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足GB 8978--1996污
水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，完全符合外排水質(zhì)的
要求，廢水前后各項(xiàng)指標(biāo)見表2。
表2廢水前后對(duì)比
污染物單位原水測(cè)定值最終值參考標(biāo)準(zhǔn)
Cl‘ mg／L l 454．700 872．820
sol— ms／L 4 196．6∞ 2 770．000 2 000．O∞
COD mS／L 337．280 75．430 150．0【)0
SS ms／L l 336．000 74．000 150．000
F’ ms／L 3．236 耒測(cè)量lo．000
S2一ms／L 6．733 4．020 1．000
色度41 14 80
濁度NTU 18．8 5．4
pH 6．2 7．2 6．0—9．0
3結(jié)語
脫硫廢水pH值比較低，通過處理使pH值在6．0—
9．0之間，符合國(guó)標(biāo)GB 8978--1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的
水質(zhì)要求。經(jīng)過該實(shí)驗(yàn)研究，證明納米TiO，的光催化性
以及吸附性，得出具有最佳催化效率的TiO：制備工藝，用
摻雜N的TiO：處理廢水中的Cl一和SO．“，并找到效率最
高的反應(yīng)操作條件。
(責(zé)任編輯：耿建華)

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