太陽光催化-膜分離三相流化床內(nèi)循環(huán)反應(yīng)裝置的研究.pdf

1、耦合復(fù)合拋物面采光板（compound parabolic collector, CPC）、懸浮型光催化氧化技術(shù)和有機膜分離技術(shù)，設(shè)計了一種太陽光催化-膜分離三相流化床內(nèi)循環(huán)反應(yīng)裝置（內(nèi)循環(huán)反應(yīng)裝置），該裝置包括光催化反應(yīng)區(qū)和膜分離區(qū)，其中光催化反應(yīng)區(qū)包括CPC、管式反應(yīng)器、下部水箱和人工紫外燈，而膜分離區(qū)則包括膜分離器、浸沒式膜組件，其中該裝置的內(nèi)循環(huán)流動是通過控制分段曝氣裝置的曝氣量大小來實現(xiàn)的。通過對該裝置中TiO2的分布特性、酸

2、性紅B廢水的降解特性、膜污染以及該裝置在太陽光下的穩(wěn)定運行特性等方面的研究，進而研究了該裝置的基本性能。
　　實驗結(jié)果表明:增加TiO2投加量和光催化反應(yīng)區(qū)曝氣量均使TiO2懸浮濃度升高、直至最大平衡懸浮濃度，同時TiO2沉積現(xiàn)象亦隨之變得嚴重，其最佳的投加量和光催化反應(yīng)區(qū)最佳底部曝氣量分別為1.0 g/L和0.15 m3/h-0.35 m3/h;每隔1h增大分段曝氣裝置中的小曝氣量10s、長期運行13h和膜出水對該裝置中TiO2

3、分布特性影響均很小;與太陽光催化-膜分離三相流化床反應(yīng)裝置相比，該裝置的結(jié)構(gòu)更加簡單、運行能耗更小、且TiO2分布特性更加穩(wěn)定。
　　室內(nèi)降解酸性紅B廢水時，內(nèi)循環(huán)反應(yīng)裝置的最佳操作條件為:酸性紅B廢水濃度12.0 mg/L、分段曝氣裝置的曝氣量為0.15 m3/h-0.35 m3/h、TiO2投加量為1.0 g/L、膜通量為29.49 L/h·m2。且與商業(yè)TiO2的相比，自制TiO2的懸浮濃度、廢水降解率均比商業(yè)TiO2的高，

4、且自制TiO2的膜污染遠遠小于商業(yè)TiO2。
　　太陽光下降解酸性紅B廢水時，太陽紫外光強為20～24W/m2時酸性紅B廢水的最佳濃度為35.0 mg/L;酸性紅B廢水的降解能力隨太陽紫外光強的增加而增加，且太陽紫外光強越強，紫外燈對其影響越小。內(nèi)循環(huán)反應(yīng)裝置穩(wěn)定運行的時間與太陽紫外光強成正比，而與膜通量成反比。內(nèi)循環(huán)反應(yīng)裝置不管在晴天還是在陰天均不能穩(wěn)定運行，開啟紫外燈和減小膜通量均有利于內(nèi)循環(huán)反應(yīng)裝置的穩(wěn)定運行;其中該裝置在晴