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本文对一体式光催化-膜分离三相流化床反应器中的反应区曝气、导流板结构、膜底曝气对内循环流速、TiO2悬浮性能、光催化氧化脱色率和膜污染特性的影响进行了研究,并考察了一体式反应器间歇运行时的基本性能。
研究结果表明,5种导流板结构下,内循环流速与TiO2的悬浮浓度均随反应区曝气量的增加而增加;在一定的反应区曝气量下,上、中导流板越长,内循环流速越大,且TiO2的悬浮性能越好;下导流板变短,导致内循环流速增加,而TiO2的悬浮浓度略有降低;增加膜底曝气后,内循环流速与TiO2悬浮浓度均有所降低;导流板结构对脱色率的影响主要系由于TiO2悬浮浓度的变化,其中1#导流板结构下酸性红B废水的脱色率最高,而3#导流板结构下则最低。内循环流速系影响膜污染的主要因素,且分别在有、无膜底曝气两种条件下,5#导流板结构下的膜污染均最轻,而3#导流板结构下则均最严重。一体式反应器多光源布置有利于反应器的稳定运行。
在膜出水与光催化反应间歇运行的过程中,停止反应区曝气后,TiO2颗粒呈现出在最初5 min内沉降较快、随后逐渐缓慢的变化规律;由反应器底部进入的酸性红B废水向上扩散时具有明显的分层界面;膜通量越高,TiO2沉降性越差,且酸性红B废水扩散性越差;出水前静置时间愈长,酸性红B废水扩散时的分层界面愈高。一体式反应器连续、间歇两种运行方式的电能消耗对比可知:光催化反应时间与膜出水时间的比值系数A=1时,2种运行时的电能消耗相等;A<1时,间歇运行时的电能消耗较低;而A>1时,间歇运行的电能消耗高。
一体式反应器降解溴氨酸废水研究结果表明:微滤膜对溴氨酸具有吸附作用,但无过滤、截留能力;酸性条件以及外加H2O2均可有效地提高光催化脱色率;一体式反应器可长期、稳定地处理溴氨酸废水。