超声协同光催化技术的应用进展及处理染料废水的工艺设计开题报告

 2021-08-08 02:10:04

全文总字数:1219字

1. 研究目的与意义

近年来,高级氧化技术在污水处理方面得到了广泛关注,尤其是超声氧化技术与光催化氧化技术,超声氧化技术具有降解速度快、条件温和、适用范围广的优点;光催化氧化技术具有条件温和、无毒副作用及二次污染的优点。

两种技术在单独使用处理污水时仍具有一定的局限性,而超声与光催化技术结合形成的新型高级氧化技术在处理各种废水的实际应用中体现了良好的应用前景。

目前超声-光催化氧化水中有机物大多还处在研究阶段,本文主要利用图书馆资料、互联网信息等方法,结合超声协同光催化工艺的特点和染料废水的水质特点,将超声协同光催化技术作为一种深度氧化技术用以辅助染料废水的处理,在工艺设计部分提出相应的工艺流程和参数设计,并对该技术提出展望。

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2. 国内外研究现状分析

如今,超声波在国内外的发展方向主要有以下几个方面。一是强化超声波的空化作用,因为只有在空化条件下,超声波才有明显的分散作用。二是超声波与其他催化作用或催化物质相结合,用于强化分解作用。如日本专利采用的超声波-自外功-臭氧净化废水处理装置,说明了超声波的空化作用联合其他作用带来的多重效果是利用超声波分解有机污染物的有效途径。

纳米二氧化钛以其优异的光催化性能,引起了国内外材料学界的广泛关注,成为开发研究的热点之一。但目前纳米二氧化钛在使用过程中尚存在以下几个问题:

(1) 纳米二氧化钛颗粒细小,在废水处理过程中易随水流流失浪费,且回收困难。

(2) 在目前研究中,光催化体系均以高压汞灯、紫外线杀菌为光源,能量消耗大,所以从经济方面考虑,如何提高纳米二氧化钛的光催化效率,缩短其反应时间是一个急需解决的问题。

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3. 研究的基本内容与计划

本篇文章首先介绍了当前污水处理的主要超声氧化技术、光催化氧化技术、以及超声-光催化氧化技术,然后以焦化废水、染料废水、垃圾渗滤液以及内分泌干扰物为例论述了主要污染水体的特性,结合超声协同光催化工艺的特点和染料废水的水质特点,将超声协同光催化技术作为一种深度氧化技术用以辅助染料废水的处理,在工艺设计部分提出相应的工艺流程和参数设计。

然后依据现有研究资料整合分析,所得的各项数据对比设计出一套较好的超声-光催化设备,由于目前,超声-光催化氧化水中有机污染物大多还处在研究阶段,所以在本文章的最后对当前的超声-光催化技术的当前研究中存在的问题提出展望。

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4. 研究创新点

超声-光催化技术作为一种环境友好的高级氧化技术,综合了超声效应和光催化降解过程,可实现两者的协同作用,提高目标有机物的降解效率,并可有效氧化多种难降解的有机污染物。虽然超声-光催化在大多数情况下表现了良好的协同效应,然而目前还有一些问题尚待进一步研究,主要表现在以下几个方面:(1)开发能够重复利用的高效催化剂;(2)研制高效降解水中有机物的反应器

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