譚小萍 王國(guó)生 (湖南大學(xué)土木系)
湯克敏 (廣州市環(huán)境衛(wèi)生研究所)

　　垃圾滲濾液成分復(fù)雜，可生化性差，水質(zhì)水量變化大，只采用生化處理難于達(dá)標(biāo)排放，所以必須進(jìn)行深度處理。本文對(duì)光催化氧化法用于垃圾滲濾液深度處理的可行性及其影響因素作如下試驗(yàn)探討。

1 裝置與方法

　　向水樣(10L，取自廣州李坑垃圾填埋場(chǎng)氧化溝出水，水質(zhì)情況見表1)中投加粉末狀TiO₂(化學(xué)純)為催化劑，在水樣上方的一定距離設(shè)置光源進(jìn)行照射。滲濾液水樣在光源照射下，有機(jī)物進(jìn)行光催化氧化分解，反應(yīng)一定時(shí)間后，從光反應(yīng)器取樣口取水樣，再經(jīng)0.45μm的微孔濾膜濾除TiO₂，取濾液測(cè)定處理效果。試驗(yàn)裝置與流程見圖1。試驗(yàn)采用聚氯乙烯制光催化氧化反應(yīng)器，底面積25cm×100cm，有效水深2～3cm，反應(yīng)器及頂罩內(nèi)側(cè)貼有鋁箔以提高光利用率；聚氯乙烯制貯液槽尺寸25cm×25cm×30cm；光源為主波長(zhǎng)253.7nm的紫外線殺菌燈，設(shè)置在頂罩上；流量計(jì)為L(zhǎng)ZB—25型玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)；并采用循環(huán)泵使反應(yīng)過程中TiO₂粉末保持懸浮狀態(tài)以保證反應(yīng)順利進(jìn)行。反應(yīng)時(shí)間為2～3h^［1、2］，每30或45 min取樣一次。

　　COD用重鉻酸鉀法測(cè)定，色度用稀釋倍數(shù)法測(cè)定，pH值用DF—807型pH計(jì)測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 TiO₂投量的影響
　　催化劑TiO₂粉末在水樣中濃度的大小，與光源強(qiáng)度、照射時(shí)間等參數(shù)有關(guān)，當(dāng)照射強(qiáng)度為1.09×10³μW/cm²(一根燈管)時(shí)，在不同TiO₂投量下反應(yīng)取樣測(cè)定結(jié)果見表2和表3。

　　由表2和表3可知，TiO₂投量為20g/L時(shí)處理效果最好，COD去除率達(dá)42.72% ，脫色率達(dá)75.6%。
2.2 光源強(qiáng)度的影響
　　當(dāng)光源強(qiáng)度為2.18×10³μW/cm²(兩根燈管)、反應(yīng)時(shí)間為3h時(shí)，不同TiO₂投量下COD與色度的去除效果見表4和表5。

　　由表4和表5可知，光源強(qiáng)度為2.18×10³μW/cm²時(shí)，TiO₂最佳投量為10g/L，COD去除率達(dá)46.28%，脫色率達(dá)68.9%。比較表2、3和表4、5可知，光強(qiáng)增大，TiO₂投量減小。原因?yàn)椋孩僭龃蠊鈴?qiáng)后，產(chǎn)生的光子數(shù)目增多，TiO₂投量過大會(huì)造成對(duì)光的散射作用，影響反應(yīng)速度；②增大光強(qiáng)后，若TiO₂投量不變，則產(chǎn)生大量空穴和電子對(duì)，它們之間簡(jiǎn)單復(fù)合的機(jī)率增大，使·OH減少，影響有機(jī)物礦化。
2.3 pH值的影響
　　在TiO₂投量為20g/L、光強(qiáng)為1.09×10³μW/cm²的條件下，改變pH值進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表6。

　　試驗(yàn)結(jié)果表明，pH值的改變對(duì)COD去除影響不大，而對(duì)色度去除影響較大。隨pH值升高，脫色率下降。在酸性條件下，反應(yīng)后水樣為透明淡黃色，脫色率可達(dá)78.26%。
　　在TiO₂投量為10 g/L、光強(qiáng)為2.18×10³μW/cm²的條件下，改變pH值進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表7。
　　比較表6和表7可知，光強(qiáng)條件不同，pH值對(duì)處理效果的影響不同，所以確定光催化氧化反應(yīng)最佳pH值時(shí)要考慮光強(qiáng)這個(gè)重要因素。
2.4 反應(yīng)時(shí)間的影響
　　不同光強(qiáng)、最佳TiO₂投量條件下，COD與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系見圖2。由圖2可知：①反應(yīng)過程中COD值出現(xiàn)起伏變化，這是因?yàn)橐恍╇y降解的物質(zhì)氧化成易被K₂Cr₂O₇分解的中間產(chǎn)物使COD值上升，然后再被降解；②反應(yīng)條件不同，最佳反應(yīng)時(shí)間略有不同，但一般宜在1.5～2.5h。

3 結(jié)論

　　① 光催化氧化法對(duì)垃圾滲濾液的深度處理效果較好，有一定的可行性。

　?、?光催化氧化法中最佳TiO₂投量要根據(jù)不同的水質(zhì)、光強(qiáng)等因素來確定，一般來說光強(qiáng)越大，最佳TiO₂投量越小。
　　③ 反應(yīng)時(shí)間是光催化氧化法中一個(gè)重要因素，雖然反應(yīng)條件不同，最佳反應(yīng)時(shí)間略有不同，但一般宜在1.5～2.5h。
　?、?波長(zhǎng)為253.7nm的紫外線殺菌燈價(jià)格低廉、使用廣泛、處理效果好，可普遍用于光催化氧化處理中。
　　總之，光催化氧化法對(duì)污水中的有機(jī)污染物有很強(qiáng)的氧化能力，而且設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行條件溫和、無二次污染，TiO²粉末還可回收利用，所以該方法在垃圾滲濾液的深度處理方面有很好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

　　1 魏宏斌等.二氧化鈦膜光催化氧化苯酚.上海環(huán)境科學(xué)，1995；14(1)：31～34
　　2 譚湘萍等.載銀TiO₂半導(dǎo)體催化劑對(duì)印染廢水的光降解研究.環(huán)境污染與防治，1994；16(5)：5～7

　　作者通迅處：410082 湖南大學(xué)土木系給水排水教研室
　　電　　話：(0731)8822042 王國(guó)生
　　(收稿日期 1998-11-20)