水族箱中無機(jī)氮濃度控制的光催化工藝研究.pdf

1、水中無機(jī)氮主要包括NH4+-N、NO3--N和NO2--N。其中NH4+-N和NO2-N極易影響水生生物的生長(zhǎng)，對(duì)水生生物毒性較弱，但NH4+-N和NO2--N容易氧化變成NO3-N使其累積于水體中，當(dāng)其累積達(dá)到一定濃度時(shí)同樣會(huì)對(duì)水生生物產(chǎn)生毒害。目前，水族養(yǎng)殖水處理技術(shù)仍需要經(jīng)常換水，導(dǎo)致其運(yùn)行成本較高，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。
　　據(jù)此，本文以構(gòu)建水族館中含氮物質(zhì)的控制系統(tǒng)為研究重點(diǎn)，用光還原法制備了銀摻雜二氧化鈦催化劑，并通過SEM

2、（掃描電子顯微鏡）、XRD（X射線衍射）、XRF(X射線熒光光譜)和UV-vis（紫外-可見漫反射光譜）等手段進(jìn)行表征，確認(rèn)其改性成功。通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，首先主要考察其氧化作用，以對(duì)水生生物毒性較高的氨氮和亞硝態(tài)氮為主要去除對(duì)象，研究其最佳反應(yīng)條件。然后考察其還原作用，以硝態(tài)氮為主要研究對(duì)象，同時(shí)考察了氨氮、亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮的共去除效果，探討多種因素對(duì)降解性能的影響。最終根據(jù)改性二氧化鈦光催化劑氧化與還原的特性，設(shè)計(jì)了一套分段序批式實(shí)驗(yàn)裝置

3、，以研究無機(jī)氮的降解效果。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在構(gòu)建光催化氧化體系及影響因素探究的實(shí)驗(yàn)中，氨氮的初始濃度為2mg/L，亞硝態(tài)氮初始濃度為2mg/L，研究發(fā)現(xiàn)，金屬Ag摻雜量為1.0％，Ag/TiO2投加量為1g/L，全程持續(xù)曝N2，室溫條件，光源為125W中壓汞燈，用NaOH調(diào)節(jié)pH至10時(shí)，反應(yīng)3h后，NH4+-N、NO2--N和TN的去除率最高，分別達(dá)到91.1％、95.9％和34.1％。
　　在構(gòu)建光催化還原體系及影響

4、因素探究的實(shí)驗(yàn)中，氨氮初始濃度為2mg/L，硝態(tài)氮濃度為100mg/L，亞硝態(tài)氮濃度為2mg/L即(CNH4+∶CNO2-∶CNO3--=1∶1∶50)，金屬Ag摻雜量為1.5wt％的，催化劑投加量為1.5g/L，全程持續(xù)曝N2，室溫條件，125W中壓汞燈為光源，并用甲酸調(diào)節(jié)pH至2.5，反應(yīng)3h后NH4+-N濃度略有增加，NO2-N去除率達(dá)93.4％，NO3--N去除率達(dá)99.6％，TN去除率為96.5％。
　　在分段序批式光催

5、化反應(yīng)中，在先有利于氧化反應(yīng)后利于還原反應(yīng)的條件下，分段投加催化劑，前3h投加催化劑1.0g/L，其金屬Ag的摻雜量為1.0％，后3h再投加金屬摻雜量為1.5％的催化劑0.5g/L，全程持續(xù)曝氮?dú)?，反?yīng)6h后氨氮濃度略有增加，亞硝態(tài)氮幾乎全部去除，硝態(tài)氮去除率為83.5％，總氮去除率為77.8％;在先有利于還原反應(yīng)后有利于氧化反應(yīng)的條件下，一次性投加金屬摻雜量為1.5％的催化劑1.5g/L，全程曝氮?dú)猓磻?yīng)6h后，NH4+-N濃度略有增