实际猪场废水中有机污染物去除的吸附与光催化性能评估

《Results in Engineering》：Performance Evaluation of Adsorption and Photocatalysis for COD Reduction in Real Swine Wastewater

　　

摘要

猪场废水含有高浓度的有机物和悬浮固体，这给有效处理和环境保护带来了巨大挑战。本研究评估了一种结合吸附与光催化作用的混合两阶段系统，用于降低实际猪场废水的化学需氧量。吸附阶段采用填充有活性炭和骨炭的串联固定床柱，随后在紫外-C照射下利用TiO₂进行光催化氧化处理。研究人员对吸附剂进行了表征，以了解其物理、化学和结构特性，并通过实验设计法（田口方法）优化了操作参数，随后又基于中心复合设计采用响应面方法进一步优化。吸附阶段可使化学需氧量降低70–74%，从而为后续的深度氧化处理做好准备。后续的紫外/二氧化钛处理进一步降解了残留有机物，使总化学需氧量的去除率达到80%至87%。吸附过程和光催化降解过程分别符合伪二级动力学模型和伪一级动力学模型。统计分析表明，吸附剂的配置是影响处理效果的最重要因素，而光催化处理时间和催化剂用量则具有非线性效应，需要通过响应面方法进行优化。这种活性炭-骨炭/紫外-二氧化钛的串联系统具有高效、化学药剂消耗低的优点，且具备规模化应用的潜力，可作为畜禽废水处理的可持续替代方案。

Mariano Aceves-Aldrete|Osmín Avilés-García|Yéssica Vanessa Contreras-Pacheco|Gerardo Vallejo-Espinosa|José Benjamín Casta?eda-Pimienta|Alejandro Pérez-Larios

墨西哥哈利斯科州特帕蒂特兰德莫雷洛斯47620，瓜达拉哈拉大学洛斯阿尔托斯大学中心工程系，纳米催化研究实验室。