1、氨氮是水中最常見的污染物之一，利用光催化技術處理氨氮廢水是近年來發(fā)展起來的新興技術。由于其操作簡單、反應條件溫和、可以利用太陽能等顯著優(yōu)點，己引起眾多研究人員的重視。目前，光催化處理氨氮廢水工藝的研究還停留在通過改變反應條件尋求最佳氨氮降解率的階段。以氨氮降解率作為評判工藝條件優(yōu)劣的標準，忽視了氨氮降解產(chǎn)物排放后對受納水體產(chǎn)生的環(huán)境風險。所以，以氨氮降解產(chǎn)物的環(huán)境風險作為調節(jié)工藝條件的依據(jù)，對于光催化處理氨氮廢水技術的工業(yè)化有著重要的意

2、義。 針對目前光催化處理氨氮研究存在的問題，本文通過大量的實驗數(shù)據(jù)總結了光催化反應條件對于氨氮降解產(chǎn)物的影響規(guī)律，同時利用天然水體中氮循環(huán)模型為基礎分析光催化處理后的氨氮廢水排入受納水體后組分的變化趨勢，以環(huán)境風險評價理論為基礎，以減小光催化處理氨氮廢水產(chǎn)物的環(huán)境風險為控制因素，找出光催化處理氨氮廢水的最佳工藝條件，為進一步工業(yè)化應用提供依據(jù)，得出的主要成果如下： 1.TiO2光催化處理氨氮廢水的降解率與氨氮存在形式

3、有很大關系，只有在堿性條件下氨氮以NH3形式存在，才利于光催化處理氨氮廢水的進行。在不設曝氣裝置的情況下，只有加入氧化劑與光催化劑協(xié)同作用，才能使氨氮降解高效進行。 2.通過對光催化處理氨氮廢水產(chǎn)物的研究，發(fā)現(xiàn)光催化過程中生成部分氣態(tài)產(chǎn)物及亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮，不加入H2O2時亞硝態(tài)氮與硝態(tài)氮比值大于1，加入H2O2反應中兩者比值小于1。 3.通過實驗現(xiàn)象總結出本課題情況下各影響因素規(guī)律及較佳取值范圍：pH＞9，催化劑投

4、加量0.1～0.3g/L，30％H2O2投加量不宜大于20ml，反應時間180～300min。并通過正交分析得出在此取值范圍內，各影響因素對于氨氮降解率影響顯著性由大到小分別為，pH值、催化劑投加量、反應時間、H2O2添加量。 4.通過對光催化處理后氨氮廢水受納水體中氮循環(huán)的研究，發(fā)現(xiàn)氨氮、亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮在水體中存在著一個穩(wěn)定比例7.81∶1∶2500。當加入任何一種形式的氮污染物，三種物質間的比例關系將被打破，將有向此穩(wěn)定

5、比例轉化的趨勢。 5.以《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)Ⅱ類水體為參考，利用單指標風險以及權重不同的綜合風險對實例受納水體進行分析，認為光催化處理氨氮廢水在實例情況下的突發(fā)性事故氨氮的排放濃度可以放寬至29.17mg/L。 6.以《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)為參考，通過氮化合物在水中的穩(wěn)定比例分析了過高硝態(tài)氮濃度的危害。認為不應只以氨氮作為光催化處理出水的控制因素，還應適當考慮總氮

6、的約束。 7.根據(jù)受納水體等級不同，定性提出考慮降解產(chǎn)物環(huán)境風險而對光催化工藝調節(jié)的原則：同樣初始濃度下，在氨氮降解率相近的前提下，控制溶液中總氮的含量；在溶液中總氮相近的前提下，盡可能縮小亞硝態(tài)氮與硝態(tài)氮的比例，減小亞硝態(tài)氮對環(huán)境的風險。并且根據(jù)反應條件影響規(guī)律及實驗檢測數(shù)據(jù)，提出本課題情況下調節(jié)后的最佳工藝。當受納水體為《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)Ⅱ類水體時，pH值11、催化劑投加量0.3g/L、H2O