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    改性TiO2光催化膜處理賈魯河河水效果

    2021-08-23 10:23:34黃新文蔣安樺周乾鑫馬駿超張歌珊
    環(huán)境科學(xué)研究 2021年8期
    關(guān)鍵詞:水質(zhì)效果

    閆 亮, 周 敏, 黃新文, 蔣安樺, 周乾鑫, 宋 爽, 盛 晟, 馬駿超, 黃 棟, 張歌珊

    1.中電建路橋集團(tuán)有限公司, 北京 100048 2.浙江工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院, 浙江 杭州 310014 3.中國電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司, 浙江 杭州 310014 4.浙江中譽(yù)生態(tài)環(huán)境科技有限公司, 浙江 杭州 310014 5.浙江工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院, 浙江 杭州 310014

    近年來,地表水的污染問題引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注. 各級(jí)政府及有關(guān)部門已對(duì)許多地表水體,特別是河道水體,進(jìn)行了綜合整治,以期改善河道水質(zhì),進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)城市經(jīng)濟(jì)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展[1]. 常見的各種河道整治措施(如清淤疏浚、截污納管及生態(tài)修復(fù)等工程措施)都可以起到良好的提升河道水質(zhì)的作用[2-4]. 然而,現(xiàn)有的整治技術(shù)仍存在一些缺陷,特別是對(duì)于我國中西部干旱、少水或季節(jié)性缺水地區(qū)的河道治理工作,當(dāng)?shù)睾拥郎鷳B(tài)系統(tǒng)由于缺水變得更為脆弱、更難恢復(fù),現(xiàn)有的整治措施很難達(dá)到或者需要更長的時(shí)間達(dá)到整治目標(biāo)[5-6]. 因此,尋找一種可以輔助傳統(tǒng)河道治理措施、針對(duì)缺水地區(qū)水情特點(diǎn)、強(qiáng)化治理效果而且便于實(shí)施應(yīng)用的技術(shù)具有重要的實(shí)際意義.

    TiO2光催化納米材料具有成本低、無毒、可重復(fù)利用、化學(xué)穩(wěn)定性好、能利用清潔的太陽能、不釋放其他污染物等優(yōu)點(diǎn),在凈化污水方面已受到廣泛關(guān)注[7-9]. 但TiO2粉末態(tài)催化劑需結(jié)合后續(xù)處理,且普通TiO2的帶隙較寬、光轉(zhuǎn)換效率較低[10],這些問題限制了TiO2的實(shí)際應(yīng)用[11-12]. 為擺脫應(yīng)用困境,國內(nèi)外學(xué)者已圍繞TiO2光催化性能的提高以及粉末材料的固定化開展了很多相關(guān)研究[13-15],為TiO2在實(shí)際地表水環(huán)境的應(yīng)用提供理論支持. 在各種固定化材料中,由于制作流程簡單、價(jià)格低廉等特點(diǎn),納米膜材料具有廣闊的應(yīng)用前景. 納米催化劑和薄膜材料的結(jié)合還能呈現(xiàn)出新的優(yōu)良性能,如增強(qiáng)膜的拉伸強(qiáng)度,提高膜的抗污阻力、水通量、分離能力及選擇性等,還能抑制有機(jī)污染物在膜表面的吸附[16-19].

    在眾多膜材料中,PVA(聚乙烯醇)具有較好的成膜性、機(jī)械性能及阻隔性能,還可被生物降解且毒性很低[20],將TiO2與PVA組合成光催化薄膜可提升整體的催化、力學(xué)及阻隔性能[21-22]. 而具有可見光活性的TiO2納米光催化劑能利用太陽能中的可見光,具有更高的光催化活性. 因此,將具有可見光活性的TiO2與PVA復(fù)合制備成的光催化薄膜,用于處理地表水體,具有很高的應(yīng)用價(jià)值,而相關(guān)研究還鮮見報(bào)道. 該研究利用可重復(fù)使用的改性TiO2光催化膜處理賈魯河水,考察了改性TiO2光催化膜對(duì)缺水地區(qū)污染較重河道水的處理效果及其長期運(yùn)行的穩(wěn)定性,以期為改性TiO2光催化薄膜在地表水中的原位應(yīng)用提供技術(shù)支持.

    1 材料與方法

    1.1 研究區(qū)域概況

    該研究的目標(biāo)水體是河南省鄭州市的賈魯河,該河水量隨季節(jié)變化較大. 取水?dāng)嗝嫖挥卩嵵菔心炒甯浇?,?80 m,水深5~10 m,上游4 m處有一工業(yè)園,園區(qū)內(nèi)有一污水處理廠,出水排入賈魯河. 由于該流域整體水量較少,再加上多年污水排入,導(dǎo)致河道水質(zhì)污染較為嚴(yán)重,屬于GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》劣Ⅴ類水平. 試驗(yàn)時(shí)段為夏季,溫度為 27~38 ℃,濕度為33%~70%,光照強(qiáng)度為30~150 mW/cm2,PM2.5濃度為40~80 μg/m3. 賈魯河水質(zhì):pH為6.95~7.10;CODCr濃度為25~40 mg/L;TP濃度為0.35~0.68 mg/L;NH3-N濃度為0.17~0.47 mg/L;DO濃度為6.9~8.0 mg/L. 總體來看,該河道水質(zhì)中的NH3-N和DO指標(biāo)較好,但是TP和CODCr濃度較高,總體水質(zhì)較差.

    1.2 試驗(yàn)材料

    試驗(yàn)使用溶液流延法得到固態(tài)膜并進(jìn)行真空熱處理. 該研究涉及兩種膜,一種是可見光N/C-TiO2膜(膜及其SEM照片見圖1,SEM圖使用美國FEI公司生產(chǎn)的Quanta 650型掃描電子顯微鏡拍攝),它以PVA[23]為基材負(fù)載自制的具有可見光活性的改性TiO2粉末[15](N/C共摻雜納米TiO2粉末);另一種為PVA負(fù)載P25 TiO2(商用納米TiO2粉末)的P25膜. TiO2/PVA在3%~10%之間可使催化薄膜具有較高的光催化性能[23],因此該研究使用的TiO2/PVA均為8%.

    圖1 可見光N/C-TiO2膜照片、SEM圖和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)照片F(xiàn)ig.1 Photograph of N/C-TiO2 membrane, its SEM image of the surface, and photograph of field test

    1.3 試驗(yàn)方法

    可見光N/C-TiO2膜的制備方法: ①在燒杯中混合TiO2粉末和超純水,并利用QUN-60A型超聲器(上海啟洵儀器有限公司)超聲至均勻;②加入PVA,于95 ℃攪拌1 h,再降溫至60 ℃攪拌3 h;③冷卻至室溫并攪拌除泡;④將混合液倒入模具中,放入自然對(duì)流干燥箱(DHG-9001A,上海一恒科學(xué)儀器有限公司)干燥48 h(30 ℃);⑤將干燥后的膜放入真空干燥箱(DZF-6032,上海一恒科學(xué)儀器有限公司)中熱處理2 h.

    由圖1可見:N/C-TiO2膜表面具有許多TiO2團(tuán)聚物,說明TiO2納米顆粒在PVA基體中有一定的分散性,但分散性不高;而團(tuán)聚物與基體間存在橋接,說明TiO2納米顆粒成功地生長在PVA基體的表面.

    試驗(yàn)共分兩個(gè)階段進(jìn)行:第1階段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的小試試驗(yàn),主要驗(yàn)證N/C-TiO2膜的光催化性能并選擇適宜的熱處理溫度;第2階段為研究水體的現(xiàn)場(chǎng)取水試驗(yàn),考察光催化TiO2膜對(duì)賈魯河水的處理效果.

    N/C-TiO2膜熱處理溫度的確定:該試驗(yàn)使用自制的光催化裝置(見圖2)對(duì)模擬河水進(jìn)行光催化處理,考察CODCr和NH3-N濃度的變化,比較不同膜熱處理溫度對(duì)光催化性能的影響. 反應(yīng)液的總體積為50 mL,CODCr和NH3-N的初始濃度分別為40和2 mg/L. 使用日光燈作為可見光光源,用UV濾光片濾去小于420 nm的紫外光,光照強(qiáng)度為11.58 mW/cm2. 反應(yīng)器為一個(gè)有蓋的透明玻璃培養(yǎng)皿,密封并用風(fēng)扇冷卻. 反應(yīng)器中溶液的表面與燈的距離為15 cm. 在小試試驗(yàn)中使用的TiO2膜均為圓形,面積為50.24 cm2. 同時(shí)在晴天以太陽光為光源進(jìn)行CODCr濃度的降解試驗(yàn),每一組試驗(yàn)均運(yùn)行2 h. 每次試驗(yàn)后,用超純水清洗用過的薄膜,直到?jīng)_洗液中不再檢測(cè)到污染物.

    圖2 光催化裝置示意Fig.2 Scheme of photocatalytic device

    光催化膜對(duì)賈魯河河水的處理試驗(yàn):采用賈魯河一段較平緩區(qū)域的河水作為試驗(yàn)進(jìn)水,試驗(yàn)包含4個(gè)2 m(長)×1 m(寬)×1 m(高)的不透明無蓋水箱〔見圖1(c)〕,每個(gè)水箱的水量為 1 600 L,第1個(gè)水箱包含16張P25膜和16張N/C-TiO2膜〔P25+N/C-TiO2膜(1∶1)〕,第2個(gè)水箱包含32張P25膜(全P25膜),第3 個(gè)水箱包含32張N/C-TiO2膜(全N/C-TiO2膜),最后一個(gè)水箱不放膜,作為空白對(duì)照. 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)使用的TiO2膜均為正方形,面積為400 cm2,利用PVC(聚氯乙烯)材料使TiO2膜固定并漂浮于水面下2 cm左右,使薄膜能在充分暴露于太陽光的同時(shí),與河水充分接觸. 試驗(yàn)考察光催化膜對(duì)實(shí)際劣質(zhì)水體水質(zhì)的處理效果,為期一個(gè)月:從08:00運(yùn)行至18:00,每隔2 h測(cè)一次CODCr、BOD5、TP、NH3-N、DO濃度,第2天重新進(jìn)水,如此循環(huán)試驗(yàn),并循環(huán)使用TiO2膜.

    1.4 指標(biāo)測(cè)定方法

    CODCr濃度采用GB 11914—1989《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)定 重鉻酸鹽法》測(cè)定;TP濃度利用手提式壓力蒸汽滅菌器(YX-18LM型,江蘇登冠醫(yī)療器械有限公司),采用GB/T 11893—1989《水質(zhì) 總磷的測(cè)定 鉬酸銨分光光度法》測(cè)定;NH3-N濃度利用紫外可見分光光度計(jì)(SP-1920,上海光譜儀器有限公司),采用HJ 535—2009《水質(zhì) 氨氮的測(cè)定 納氏試劑分光光度法》測(cè)定;pH和DO濃度利用多參數(shù)水質(zhì)分析儀(HQ30d,美國哈希公司)測(cè)定;BOD5采用HJ 505—2009《水質(zhì) 五日生化需氧量(BOD5)的測(cè)定 稀釋與接種法》測(cè)定.

    1.5 數(shù)據(jù)分析

    該研究中所有數(shù)據(jù)圖表均用OriginPro 8軟件和AutoCAD 2019軟件進(jìn)行分析與繪制.

    2 結(jié)果與討論

    2.1 N/C-TiO2膜熱處理溫度的確定

    熱處理過程一方面能使PVA鏈發(fā)生重新排列,形成有序、致密的晶區(qū),從而增加抗水性[24];另一方面,合適的熱處理溫度能使TiO2表面的—OH基團(tuán)與PVA鏈上的—OH基團(tuán)結(jié)合形成Ti—O—C,TiO2晶區(qū)和Ti—O—C分別作為物理及化學(xué)交聯(lián)點(diǎn),形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)膜的光催化活性[23]. 因此,應(yīng)選出最佳熱處理N/C-TiO2膜的溫度,可以提高其光催化活性.

    圖3展示了可見光下120 ℃熱處理的N/C-TiO2膜(120-N/C-TiO2膜)和140 ℃熱處理的N/C-TiO2膜(140-N/C-TiO2膜)對(duì)CODCr、NH3-N的去除率,以及太陽光下兩種膜對(duì)CODCr的去除率. 在日光燈(11.58 mW/cm2)下,120-N/C-TiO2膜和140-N/C-TiO2膜分別可使樣品CODCr濃度降低10%和48%,而在太陽光(50~80 mW/cm2)下則分別能降低近60%和100%. 相比而言,兩種膜對(duì)于NH3-N的去除效果均較弱,日光燈下120-N/C-TiO2膜和140-N/C-TiO2膜分別僅能去除5%和10%的NH3-N.

    圖3 不同光源下120-N/C-TiO2膜和140-N/C-TiO2膜對(duì)水體CODCr和NH3-N的去除率Fig.3 Removal efficiency of CODcr and NH3-N in water under different light sources by N/C-TiO2films heat treated at 120 ℃ and 140 ℃

    140 ℃熱處理效果較好的原因可能是形成了更有序、致密的晶區(qū),或形成了更多的Ti—O—C,當(dāng)膜受到光的照射,膜內(nèi)有更多的二氧化鈦價(jià)帶電子被激發(fā)進(jìn)入導(dǎo)帶,產(chǎn)生更多的電子(e-)-空穴(h+)對(duì),在膜表面參與氧化還原反應(yīng)[23],從而使該雜化膜擁有更優(yōu)異的光催化活性[15]. 另外,光催化過程對(duì)NH3-N具有一定降解活性,但效果不顯著,可能由于反應(yīng)溶液的pH(≈6)不在NH3-N的最佳光催化pH范圍(>8.0)內(nèi)[25]. 試驗(yàn)制備的光催化薄膜均在太陽光下具有更強(qiáng)的光催化活性,表明該光催化薄膜可以利用太陽光進(jìn)行光催化處理,具有較好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值.

    2.2 膜對(duì)賈魯河河水的處理

    2.2.1CODCr、BOD5、DO濃度及可生化性的變化情況

    注: 周期內(nèi)太陽光光照強(qiáng)度由08:00逐漸增強(qiáng),至14:00達(dá)到最高值(范圍為130~150 mW/cm2),之后逐漸減弱,最低時(shí)范圍為30~40 mW/cm2;C0為初始時(shí)的指標(biāo)濃度,Ct為t時(shí)刻的指標(biāo)濃度,單位均為mg/L. 圖4 周期內(nèi)CODCr、BOD5平均去除率的變化情況Fig.4 The average removal rate of CODCr and BOD5 in the experimental cycle

    現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)期間河水進(jìn)水的CODCr濃度范圍為25~40 mg/L,進(jìn)水BOD5濃度范圍為7.5~10 mg/L. 試驗(yàn)周期內(nèi)CODCr和BOD5的平均去除率隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖4所示,利用全P25膜、P25+N/C-TiO2膜(1∶1)、全N/C-TiO2膜3種不同的膜組合光催化體系,水體中CODCr濃度平均分別降低7.7%、30%和50%,其中全N/C-TiO2膜對(duì)河水CODCr濃度的降低效果最佳. 較大的禁帶寬度和較高的光生電子、空穴復(fù)合率是P25 TiO2對(duì)太陽光利用率不高的主要原因,而N/C-TiO2則克服了這些缺點(diǎn),使得N/C-TiO2膜具有更高的催化活性[15]. 與CODCr類似,試驗(yàn)周期內(nèi)全P25膜、P25+N/C-TiO2膜(1∶1)、全N/C-TiO2膜使水體中BOD5的濃度平均分別降低4.2%、14.7%和31.9%. 由圖4可見,在各種膜組合的光催化體系中,BOD5的平均去除率均小于CODCr的平均去除率. CODCr衡量了可生化及不可生化降解有機(jī)物的總量,而BOD5只表示可生化降解有機(jī)物的量,該試驗(yàn)中CODCr的平均去除率相對(duì)較大,說明河水中有更多的不可生化降解有機(jī)物被光催化降解,且產(chǎn)物被徹底降解為CO2和H2O.

    注: 周期內(nèi)太陽光光照強(qiáng)度由08:00逐漸增強(qiáng),至14:00達(dá)到最高值(130~150 mW/cm2),之后逐漸減弱,最低時(shí)為30~40 mW/cm2.圖5 周期內(nèi)CODCr/BOD5的變化情況Fig.5 The average variations of B/C value in the experimental cycle

    進(jìn)一步分析P25膜和N/C-TiO2膜這兩種膜處理過程中CODCr/BOD5(濃度之比)的變化. 在水處理中,一般認(rèn)為,若污水的CODCr/BOD5>0.3,視為可生化處理;若CODCr/BOD5<0.2,則視為不可生化處理[26]. 由圖5可知,試驗(yàn)周期內(nèi)空白對(duì)照體系的CODCr/BOD5幾乎沒有變化,而全P25膜、P25+N/C-TiO2膜(1∶1)、全N/C-TiO2膜體系的CODCr/BOD5均有不同程度增加,增幅分別為5.3%、25.9%、45.5%. 特別是經(jīng)過N/C-TiO2膜光照處理后,CODCr/BOD5由0.246增至0.358,表明水體中有機(jī)物的可生物降解性大幅提高,有利于天然藻類、微生物的利用或者進(jìn)一步生化處理.

    另外,研究也考察了試驗(yàn)周期內(nèi)水中DO平均濃度的變化情況. 在試驗(yàn)周期內(nèi)全P25膜、P25+N/C-TiO2膜(1∶1)、全N/C-TiO2膜處理使得水體中DO濃度分別增加了0.8%、14.2%、29.1%,而在空白對(duì)照體系中DO濃度下降了2.9%. DO濃度增幅最多的同樣是全N/C-TiO2膜體系: 一方面除了一部分空氣的復(fù)氧作用,TiO2光催化膜材料可導(dǎo)致水的催化分解,產(chǎn)生H2和O2[27];另一方面由于可生化降解有機(jī)物被去除,導(dǎo)致需氧微生物代謝活動(dòng)的降低,氧氣消耗量減少,最終導(dǎo)致水中DO濃度的增加. 綜上,N/C-TiO2膜光催化處理不但可有效降低河水中CODCr和BOD5濃度,而且能夠增加CODCr/BOD5和DO濃度,有利于水體中天然微生物對(duì)有機(jī)物的分解,最終促進(jìn)水質(zhì)的進(jìn)一步改善.

    2.2.2TP和NH3-N的去除效果

    試驗(yàn)周期內(nèi)NH3-N的平均濃度變化情況如下:P25+N/C-TiO2膜(1∶1)光催化處理后體系的NH3-N濃度下降14.3%;全P25膜體系下降9.4%;全N/C-TiO2膜體系下降29.7%;NH3-N濃度的降幅規(guī)律亦表現(xiàn)為全N/C-TiO2膜>P25+N/C-TiO2膜(1∶1)>全P25膜(見圖6). 由圖6可見,利用光催化作用可使水中的NH3-N濃度有所降低,但效果不顯著,這是由于賈魯河水的pH為6.95~7.10,不是NH3-N的最佳光催化降解pH范圍(>8.0)[25]. 而NH3-N的初始濃度也并不高,經(jīng)光催化處理后仍為GB 3838—2002Ⅱ類水.

    圖6 試驗(yàn)周期內(nèi)NH3-N和TP的去除率Fig.6 NH3-N and TP removal rate in the experimental cycle

    TP的進(jìn)水濃度為0.35~0.68 mg/L,P25+N/C-TiO2膜(1∶1)、全P25膜和全N/C-TiO2膜體系對(duì)河水TP的平均去除率均不高,分別為9.3%、4.6%和10.2%(見圖6). 光催化技術(shù)可使有機(jī)磷在一定時(shí)間內(nèi)完全降解至無機(jī)磷[28],但由于TP是無機(jī)磷和有機(jī)磷的總和[29],光催化過程可降解水中很大一部分的有機(jī)磷,但溶解態(tài)的無機(jī)磷仍存于水中[30],無法轉(zhuǎn)化成其他非測(cè)定物質(zhì),因此TP去除率不高. 目前,國內(nèi)外污水除磷技術(shù)主要包括生物法和物理化學(xué)法兩大類,通過光催化-吸附、光催化-沉淀或光催化-生物等組合工藝可顯著提高除磷效果[31].

    2.2.3膜循環(huán)利用情況

    利用試驗(yàn)周期內(nèi)CODCr去除率的變化情況考察光催化膜的重復(fù)使用效果,結(jié)果如圖7所示. 由圖7可見,在太陽光下,P25膜與N/C-TiO2膜的光催化作用均能在一定程度上降低CODCr濃度,且N/C-TiO2膜體系對(duì)CODCr的去除率相對(duì)較大,二者對(duì)CODCr的去除率隨太陽光的光照強(qiáng)度變化而變化. 當(dāng)天氣晴朗時(shí),太陽光的光照強(qiáng)度越強(qiáng),CODCr去除率就越高;當(dāng)試驗(yàn)周期內(nèi)天氣以陰天為主時(shí),太陽光的光照強(qiáng)度較弱,因此CODCr去除率較低,這表明光照強(qiáng)度對(duì)光催化效果起著至關(guān)重要的作用[32-33]. CODCr去除率表現(xiàn)為全N/C-TiO2膜>P25+N/C-TiO2膜(1∶1)>全P25膜,說明總體上N/C-TiO2膜催化去除污染物的效果比P25膜好. 另外,光催化膜的前期處理效果逐漸提高,這是由于隨著試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)的增加,膜表面的PVA逐漸降解,TiO2暴露于表面,因此光催化作用對(duì)污染物的降解效率逐步提高,直至6次循環(huán)后,降解效率趨于穩(wěn)定[34]. 隨著使用頻率的增加,處理效果稍有降低,N/C-TiO2膜與P25膜的光催化處理效率較各自的平均處理效率分別降低了9.5%和16.9%,原因可能是:①河水中一些惰性污染物質(zhì)附著在光催化膜上,導(dǎo)致光與膜的有效接觸面積減少;②膜在試驗(yàn)接觸過程中會(huì)有少許TiO2催化劑掉落損失.

    圖7 試驗(yàn)周期內(nèi)CODCr去除率的變化情況Fig.7 Variation of CODCr removal rate in the experimental cycle

    2.2.4光催化膜處理法與其他水處理法的比較

    其他常用的水污染處理方法,如吸附法雖處理效果較好,但吸附劑需后續(xù)處理且成本較高,存在二次污染的問題[35];化學(xué)氧化法雖能有效去除污染物質(zhì),但需要額外投加氧化劑,存在二次污染的風(fēng)險(xiǎn)[36];電化學(xué)法雖能降解多種有機(jī)物,有效避免二次污染,但需有效控制電解液體系且不便原位處理流動(dòng)的河水[37]. 相比之下,改性TiO2/PVA薄膜光催化技術(shù)所用膜制備方法簡單,裝置的安裝、維護(hù)、回收方式簡便,價(jià)格低廉,適合處理各類河道水,且PVA膜可生物降解,不會(huì)造成二次污染;另外,光催化膜特別適用于中西部缺水地區(qū),當(dāng)河水流量較少時(shí),可將光催化膜置于淺層水面,暴露于太陽光的同時(shí)與河水充分接觸,進(jìn)行光催化作用,當(dāng)河水流量大自凈能力強(qiáng)時(shí),可隨時(shí)收起光催化膜,應(yīng)用方便靈活;不足之處在于使用較長時(shí)間后,需要定期更換膜材料,以保證較高的降解率. 該研究所研發(fā)的改性TiO2/PVA薄膜光催化技術(shù),可應(yīng)對(duì)中西部缺水地區(qū)河道水淺、流動(dòng)性差、生態(tài)恢復(fù)緩慢等特點(diǎn),可應(yīng)用于各種水深的水域且鋪設(shè)方便、運(yùn)營簡單,利用綠色節(jié)能的光催化手段改善缺水地區(qū)的地表水質(zhì),為缺水地區(qū)河道的綜合整治提供相應(yīng)的輔助策略,具有良好的應(yīng)用前景.

    3 結(jié)論

    a) 140-N/C-TiO2膜比P25膜具有更高的光催化活性,可使水中DO濃度增加,并提高水體可生化性.

    b) N/C-TiO2膜對(duì)水體的處理效果隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增強(qiáng),且光催化膜具有較好的重復(fù)使用性.

    c) 光催化膜適用于河道水淺、流動(dòng)性差及生態(tài)恢復(fù)緩慢的流域.

    d) 賈魯河水質(zhì)治理目標(biāo)是GB 3838—2002 Ⅳ類以上,N/C-TiO2膜對(duì)水體CODCr的治理效果能達(dá)到Ⅲ類,對(duì)BOD5的治理效果能達(dá)到Ⅳ類,而NH3-N濃度有所降低但仍為Ⅱ類,河水TP濃度也稍有改善. 綜合看來,試驗(yàn)所制N/C-TiO2膜可輔助用于該河段的水污染綜合整治,再結(jié)合生化技術(shù)或加藥沉淀技術(shù),可強(qiáng)化對(duì)TP的治理,達(dá)到提高水質(zhì)的目的. 該文以季節(jié)性缺水的賈魯河為研究對(duì)象,針對(duì)傳統(tǒng)治理措施對(duì)這類區(qū)域河道治理見效慢、受地理氣候影響大的特點(diǎn),探討了利用光催化技術(shù)輔助治理河道水的技術(shù)策略,也為其他缺水地區(qū)河道的綜合整治或特殊地形水體水質(zhì)的進(jìn)一步提升提供技術(shù)對(duì)策.

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