納米tio2與納濾膜在水處理中的應用論文

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1、納米TiO2與納濾膜在水處理中的應用論文摘要：介紹了納米科技特別是納米TiO2光催化氧化技術(shù)和納濾膜技術(shù)的原理及其在水處理中的作用及應用方法，認為嶄新的納米水處理技術(shù)的應用已為期不遠。關鍵詞：納米納濾膜光催化氧化技術(shù)納米科技研究在0.1～100nm尺度范圍內(nèi)物質(zhì)具有的特殊性能及如何利用這些性能［1］。廣義上，納米材料是指在三維空間中，至少有一維達到納米尺度范圍或以它們?yōu)榛締卧鶚?gòu)成的材料。納米材料在機械性能、磁、光、電、熱等方面與普通材料有很大的不同，它具有輻射、吸收、催化、吸附等新特性。許多科學家研究了納米材

2、料的這些特性及其對水體中的某些污染物的作用，表明納米科技可能將使水處理技術(shù)發(fā)生突破性的變化。1納米TiO2光催化氧化技術(shù)1.1原理和特點自1976年J.H.Cary等人［2］報道了在紫外光照射下納米TiO2可以使難降解的多氯聯(lián)苯脫氯以來，迄今已發(fā)現(xiàn)有數(shù)百種有機污染物可通過光催化處理。其作用原理［3］是，在紫外光照射下.freelg/L，迄今尚無理想的解決辦法。據(jù)報道［4］，采用納米TiO2*.SiO2負載型復合光催化劑，利用其光催化活性及高效吸附性，能使有機磷農(nóng)藥在其表面迅速富集，隨光照時間的延長，有機磷農(nóng)藥的光

3、解率逐漸升高，光照80min，試驗用敵百蟲已完全降解。(2)毛紡染整廢水處理。把表面涂覆有納米TiO2膜的玻璃填料填充于玻璃反應器內(nèi)，通過潛水泵使廢水在反應器內(nèi)循環(huán)進行光催化氧化處理［5］。由于納米TiO2具有巨大的比表面積，與廢水中的有機物接觸更為充分，可將它們最大限度地吸附在其表面，并迅速將有機物分解成CO2和H2O，處理效果優(yōu)于生物處理和懸浮光催化氧化處理，COD去除率和脫色率均較高。催化劑能連續(xù)使用，不需要分離回收，便于工業(yè)應用。(3)氯代有機物廢水處理。日本東京大學野口真用納米TiO2光催化劑與臭氧聯(lián)合

4、進行水的凈化處理［6］。在模擬廢水處理的試驗中，以16mg/L3-氯-酚的水溶液為模擬廢水，分別采用納米TiO2光催化劑與臭氧聯(lián)合、單獨用光催化劑納米TiO2和單獨用O3三種方法對其進行處理。納米TiO2光催化劑與臭氧聯(lián)合處理2h后，3-氯酚的殘留濃度已為0，效果明顯高于其他兩種方法。用內(nèi)表面涂覆納米TiO2光催化劑的陶瓷圓管處理5.5mg/L苯酚和三氯乙烯水溶液的試驗表明，苯酚在1.5h后完全分解，三氯乙烯也在2h內(nèi)完全分解。(4)含油廢水處理。含油廢水中所含的脂肪烴、多環(huán)芳烴、有機酸類、酚類等有機物很難降解，

5、使用納米TiO2，利用其光催化降解功能，可以迅速地降解這些有機物［7］。1.3應用前景納米TiO2光催化氧化技術(shù)在徹底降解水中的有機污染物和可以利用太陽能等方面有著突出的優(yōu)點，特別是當水中的有機污染物濃度很高或用其他方法難以處理時，具有更明顯的優(yōu)勢，是其他傳統(tǒng)方法無法比擬的，尤其是近年來高效率的光催化劑、納米粒子負載和金屬摻雜、光電結(jié)合的催化方法以及太陽能技術(shù)的研究開發(fā)，使納米TiO2光催化氧化應用于水處理領域有著良好的前景。目前，日本、美國、加拿大等國家已嘗試把納米TiO2光催化氧化技術(shù)用于水處理，但大都處于實

6、驗室研究階段，關于工業(yè)規(guī)模的應用開發(fā)鮮有報道。如何盡快實現(xiàn)工程化，有待各相關領域的研究人員進一步努力。2納濾(米)膜技術(shù)2.1原理和特點膜分離是利用膜對混合物中各組分的選擇滲透作用性能的差異，以外界能量或化學位差為推動力對雙組分或多組分混合的氣體或液體進行分離、分級、提純和富集的方法。膜孔徑處于納米級，適宜于分離分子量在200～1000，分子尺寸約為1nm的溶解組分的膜工藝被稱為納濾(NF)。NF膜分離需要的跨膜壓差一般為0.5～2.0MPa，比用反滲透膜達到同樣的滲透能量所必需施加的壓差低0.5～3MPa。根據(jù)

7、操作壓力和分離界限，可以定性地將NF排在反滲透和超濾之間，有時也把NF稱為"低壓反滲透"或"疏松反滲透"。20世紀70年代J.E.Cadotte研究NS-300膜，即為研究NF膜的開始［8］。當時，以色列脫鹽公司用"混合過濾"(HybridFiltration)來表示介于反滲透與超濾之間的膜分離過程，后來美國的Film*.Tech公司把這種膜技術(shù)稱為納濾，一直沿用至今。之后，NF發(fā)展得很快，膜組件于80年代中期商品化。目前，NF已成為世界膜分離領域研究的熱點之一。NF分離是一種綠色水處理技術(shù)，在某些方面可以替代傳

8、統(tǒng)費用高、工藝繁瑣的污水處理方法。其技術(shù)特點是：能截留分子量大于100的有機物以及多價離子，允許小分子有機物和單價離子透過；可在高溫、酸、堿等苛刻條件下運行，耐污染；運行壓力低，膜通量高，裝置運行費用低；可以和其他污水處理過程相結(jié)合以進一步降低費用和提高處理效果。在水處理中，NF膜主要用于含溶劑廢水的處理，能有效地去除水中的色度、硬度和異味。NF膜以其特殊的分離性能已成功