申請日2015.11.11

　　公開(公告)日2016.02.17

　　IPC分類號C02F9/08; C02F101/38

　　摘要

　　本發(fā)明提供的是一種負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置及處理方法。包括反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)盤、光源和反應(yīng)罩，所述轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸安裝在反應(yīng)槽中，轉(zhuǎn)軸的一端與電機相連，反應(yīng)罩罩在反應(yīng)槽外，光源安裝在反應(yīng)罩上，轉(zhuǎn)盤至少為兩個，在轉(zhuǎn)盤上開有凹槽，在兩個相對的轉(zhuǎn)盤的相對應(yīng)的凹槽中設(shè)置透明玻璃片，在轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)和玻璃片的表面均負載納米TiO2，所述反應(yīng)罩為不透明罩。利用調(diào)速器馬達的動力驅(qū)使裝置轉(zhuǎn)軸帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，通過轉(zhuǎn)動使轉(zhuǎn)盤上覆蓋廢水形成的薄液膜，通過利用裝置轉(zhuǎn)盤表面上負載的二氧化鈦與太陽光或紫外光共同作用，使轉(zhuǎn)盤表面二氧化鈦材料與廢水中有機物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，以達到廢水中有機物質(zhì)去除的目的。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置，包括反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)盤、光源和反應(yīng)罩，所述轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸安裝在反應(yīng)槽中，轉(zhuǎn)軸的一端與電機相連，反應(yīng)罩罩在反應(yīng)槽外，光源安裝在反應(yīng)罩上，其特征是：轉(zhuǎn)盤至少為兩個，在轉(zhuǎn)盤上開有凹槽，在兩個相對的轉(zhuǎn)盤的相對應(yīng)的凹槽中設(shè)置透明玻璃片，在轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)和玻璃片的表面均負載納米TiO2，所述反應(yīng)罩為不透明罩。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置，其特征是：所述電機與電機調(diào)速器相連。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置，其特征是：所述反應(yīng)槽為半圓柱形槽，反應(yīng)槽的一側(cè)設(shè)有進水口、另一側(cè)設(shè)有出水口。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置，其特征是：所述光源為紫外燈燈管或可見光燈管，光源通過固定支架固定于反應(yīng)罩中正上方。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置，其特征是：所述光源為紫外燈燈管或可見光燈管，光源通過固定支架固定于反應(yīng)罩中正上方。

　　6.一種利用權(quán)利要求1所述的負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置的處理方法，其特征是：

　　第一步，待處理廢水引入反應(yīng)槽;

　　第二步，轉(zhuǎn)盤及玻璃片隨著轉(zhuǎn)軸在電機的驅(qū)使下轉(zhuǎn)動，在黑暗中運行30min;

　　第三步，開啟光源，照射下繼續(xù)運行60-120min;

　　第四步，經(jīng)處理后的廢水排出反應(yīng)槽。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置的處理方法，其特征是：控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動速度為30-120rpm。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置的處理方法，其特征是：控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動速度為60rpm。

　　說明書

　　負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置及處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及的是一種處理廢水的裝置，本發(fā)明也涉及的一種處理廢水的方法。更具體的是一種負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤處理廢水的裝置和方法。

　　背景技術(shù)

　　自從1972年日本學者Fujishima和Honda在N型半導體二氧化鈦(TiO2)單晶電極上發(fā)現(xiàn)水的光電催化分解作用以后，立即引起學術(shù)界的廣泛關(guān)注并開始了多相光催化技術(shù)研究的新紀元。在多相光催化技術(shù)中，由于TiO2化學性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸堿性好，無毒性，來源豐富成本低，催化效率高，對難降解有機物如苯系化合物、氯系有機物等的處理都非常有效，使TiO2成為當前最有應(yīng)用潛力的一種光催化劑應(yīng)用在處理各種環(huán)境問題上。

　　隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)污水和化工污水中含有大量的有機污染物，尤其是工業(yè)污水中有大量的有毒、有害物質(zhì)，這些污染物用生物處理技術(shù)是難以消除的。因而，人們把研究目光集中到了納米TiO2光催化技術(shù)上面。

　　申請?zhí)枮?00310112016.3的專利文件中公布了一種改進的納米TiO2光催化生物轉(zhuǎn)盤，它是由葉片和位于葉片兩側(cè)的擋片構(gòu)成，葉片和擋片內(nèi)外側(cè)面分別種植仿生水草和鍍二氧化鈦。該技術(shù)雖然對納米TiO2光催化技術(shù)的研究在實驗室階段已取得了顯著的效果，但目前納米TiO2光催化技術(shù)應(yīng)用于城市污水和工業(yè)廢水處理中還存在如下缺點：

　　1、目前的裝置轉(zhuǎn)盤的盤片催化劑利用率低，其通常只能利用載體一面所負載得二氧化鈦，二氧化鈦的覆蓋面積少;

　　2、目前的裝置轉(zhuǎn)盤材料透光性差，不利于紫外光在水中的傳質(zhì)效率的提升;

　　3、常用的光催化反應(yīng)器采用粉末狀催化劑，導致處理后溶液中的光催化劑難以從水體中分離回收，易造成水體二次污染。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，廢水處理效果良好的負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置。本發(fā)明的目的還在于提供一種利用負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置的處理方法。

　　本發(fā)明的負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置包括反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)盤、光源和反應(yīng)罩，所述轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)軸安裝在反應(yīng)槽中，轉(zhuǎn)軸的一端與電機相連，反應(yīng)罩罩在反應(yīng)槽外，光源安裝在反應(yīng)罩上，其特征是：轉(zhuǎn)盤至少為兩個，在轉(zhuǎn)盤上開有凹槽，在兩個相對的轉(zhuǎn)盤的相對應(yīng)的凹槽中設(shè)置透明玻璃片，在轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)和玻璃片的表面均負載納米TiO2，所述反應(yīng)罩為不透明罩。

　　本發(fā)明的負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置還可以包括：

　　1、所述電機與電機調(diào)速器相連。

　　2、所述反應(yīng)槽為半圓柱形槽，反應(yīng)槽的一側(cè)設(shè)有進水口、另一側(cè)設(shè)有出水口。

　　3、所述光源為紫外燈燈管或可見光燈管，光源通過固定支架固定于反應(yīng)罩中正上方。

　　4、所述光源為紫外燈燈管或可見光燈管，光源通過固定支架固定于反應(yīng)罩中正上方。

　　利用本發(fā)明的負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置的處理方法包括如下步驟：

　　第一步，待處理廢水引入反應(yīng)槽;

　　第二步，轉(zhuǎn)盤及玻璃片隨著轉(zhuǎn)軸在電機的驅(qū)使下轉(zhuǎn)動，在黑暗中運行30min;

　　第三步，開啟光源，照射下繼續(xù)運行60-120min;

　　第四步，經(jīng)處理后的廢水排出反應(yīng)槽。

　　控制轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動速度為30-120rpm�？刂妻D(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動速度優(yōu)選為60rpm。

　　負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置由調(diào)速器、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)盤、反應(yīng)槽等部分組成，利用調(diào)速器馬達的動力驅(qū)使裝置轉(zhuǎn)軸帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，通過轉(zhuǎn)動使轉(zhuǎn)盤上覆蓋廢水形成的薄液膜，通過利用裝置轉(zhuǎn)盤表面上負載的二氧化鈦與太陽光或紫外光共同作用，使轉(zhuǎn)盤表面二氧化鈦材料與廢水中有機物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，以達到廢水中有機物質(zhì)去除的目的。

　　本發(fā)明的負載型納米TiO2光催化轉(zhuǎn)盤水處理裝置的優(yōu)點如下：

　　轉(zhuǎn)盤兩側(cè)表面負載二氧化鈦，增大裝置二氧化鈦覆蓋面積，可以達到二氧化鈦在太陽光或紫外光下對廢水中有機物質(zhì)有效去除的效果。

　　轉(zhuǎn)盤材料采用硅酸鹽玻璃作為二氧化鈦負載載體，充分利用了玻璃透光性好這一優(yōu)點，同時，裝置通過裝置調(diào)速器馬達的驅(qū)動作用使裝置轉(zhuǎn)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)盤上形成幾十微米厚的液膜，降低了激發(fā)光在到達光催化劑表面前由于有機溶液自身吸收而引起的損失，強化了水體的傳質(zhì)效率。

　　通過將兩側(cè)二氧化鈦牢固鍍在轉(zhuǎn)盤表面，有效地克服了常用光催化反應(yīng)器催化劑難以從水體中分離回收，易造成水體二次污染的缺點。

　　本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，廢水處理效果良好，是新型廢水處理裝置上的創(chuàng)新。通過利用裝置對亞甲基藍溶液進行降解實驗，可以得到以下結(jié)論：當裝置轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速在60r/min時，裝置對5mg/L～30mg/L亞甲基藍溶液的降解率均可以達到89%以上。