光催化轉盤水處理裝置及處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種處理廢水的裝置，本發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打02光催化轉盤處理廢水的裝置和方法。
【背景技術】
[0002]自從1972年日本學者Fujishima和Honda在N型半導體二氧化鈦(Ti02)單晶電極上發現水的光電催化分解作用以后，立即引起學術界的廣泛關注并開始了多相光催化技術研究的新紀元。在多相光催化技術中，由于Ti02化學性質穩定，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Ti02成為當前最有應用潛力的一種光催化劑應用在處理各種環境問題上。
[0003]隨著工業的不斷發展，工業污水和化工污水中含有大量的有機污染物，尤其是工業污水中有大量的有毒、有害物質，這些污染物用生物處理技術是難以消除的。因而，人們把研究目光集中到了納米打02光催化技術上面。
[0004]申請號為200310112016.3的專利文件中公布了一種改進的納米Ti02光催化生物轉盤，它是由葉片和位于葉片兩側的擋片構成，葉片和擋片內外側面分別種植仿生水草和鍍二氧化鈦。該技術雖然對納米1102光催化技術的研究在實驗室階段已取得了顯著的效果，但目前納米Ti02光催化技術應用于城市污水和工業廢水處理中還存在如下缺點:
[0005]1、目前的裝置轉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；
[0006]2、目前的裝置轉盤材料透光性差，不利于紫外光在水中的傳質效率的提升；
[0007]3、常用的光催化反應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。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于提供一種結構簡單、使用方便，廢水處理效果良好的負載型納米Ti02光催化轉盤水處理裝置。本發明的目的還在于提供一種利用負載型納米T1 2光催化轉盤水處理裝置的處理方法。
[0009]本發明的負載型納米Ti02光催化轉盤水處理裝置包括反應槽、轉盤、光源和反應罩，所述轉盤通過轉軸安裝在反應槽中，轉軸的一端與電機相連，反應罩罩在反應槽外，光源安裝在反應罩上，其特征是:轉盤至少為兩個，在轉盤上開有凹槽，在兩個相對的轉盤的相對應的凹槽中設置透明玻璃片，在轉盤的兩側和玻璃片的表面均負載納米Ti02，所述反應罩為不透明罩。
[0010]本發明的負載型納米Ti02光催化轉盤水處理裝置還可以包括:
[0011]1、所述電機與電機調速器相連。
[0012]2、所述反應槽為半圓柱形槽，反應槽的一側設有進水口、另一側設有出水口。
[0013]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罩中正上方。
[0014]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罩中正上方。
[0015]利用本發明的負載型納米Ti02光催化轉盤水處理裝置的處理方法包括如下步驟:
[0016]第一步，待處理廢水引入反應槽；
[0017]第二步，轉盤及玻璃片隨著轉軸在電機的驅使下轉動，在黑暗中運行30min ;
[0018]第三步，開啟光源，照射下繼續運行60-120min ;
[0019]第四步，經處理后的廢水排出反應槽。
[0020]控制轉盤轉動速度為30-120rpm。控制轉盤轉動速度優選為60rpm。
[0021]負載型納米Ti02光催化轉盤水處理裝置由調速器、轉軸、轉盤、反應槽等部分組成，利用調速器馬達的動力驅使裝置轉軸帶動轉盤轉動，通過轉動使轉盤上覆蓋廢水形成的薄液膜，通過利用裝置轉盤表面上負載的二氧化鈦與太陽光或紫外光共同作用，使轉盤表面二氧化鈦材料與廢水中有機物質發生反應，以達到廢水中有機物質去除的目的。
[0022]本發明的負載型納米Ti02光催化轉盤水處理裝置的優點如下:
[0023]轉盤兩側表面負載二氧化鈦，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有效去除的效果。
[0024]轉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點，同時，裝置通過裝置調速器馬達的驅動作用使裝置轉軸發生轉動，使轉盤上形成幾十微米厚的液膜，降低了激發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，強化了水體的傳質效率。
[0025]通過將兩側二氧化鈦牢固鍍在轉盤表面，有效地克服了常用光催化反應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。
[0026]本發明結構簡單、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，可以得到以下結論:當裝置轉盤轉速在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。
【附圖說明】
[0027]圖1為負載型納米Ti02光催化轉盤水處理裝置去除外罩的主視圖；
[0028]圖2為負載型納米Ti02光催化轉盤水處理裝置外罩的立體結構圖；
[0029]圖3為負載型納米Ti02光催化轉盤水處理裝置轉盤結構圖；
[0030]圖4為負載型納米1102光催化轉盤水處理裝置運行流程圖。
【具體實施方式】
[0031]下面舉例對本發明做更詳細的描述。
[0032]負載型納米Ti02光催化轉盤水處理裝置由反應槽1、轉軸2、轉盤3、玻璃片4、進水口 5、出水口 6、調速器7、光源8、反應罩9、固定支架10組成。
[0033]裝置反應槽1內轉軸2上安置多個轉盤3，玻璃片4上負載二氧化鈦材料，玻璃4內置于轉盤3內的轉槽中，反應槽1 一側設有進水口 5，另一側設有出水口 6。
[0034]本發明中反應槽1為半圓柱形水槽，水槽一側設有進水口 5，另一側設有出水口 6，便于未處理廢水流入，處理后廢水流出；本發明利用轉軸2的轉動作用，帶動轉盤3上的玻璃片4隨之共同轉動；玻璃片4上所負載的二氧化鈦材料是通過溶膠-凝膠法制備得到，并通過浸漬-提拉法涂覆與玻璃片4表面上；光源8指紫外燈燈管或可見光燈管，光源利用固定支架10固定于裝置反應罩9中正上方距轉盤100-150mm處，光源8的電線固定于反應罩9內部，與外側電源相連接。
[0035]本發明為了保證裝置運行可靠性，因而將轉盤3的厚度定位6_，轉盤3直徑設為120mm，兩套轉盤中間隔間距為20_25mm，轉盤3最下端距反應槽底部15_20mm，轉盤3轉速控制在30-120rpm ;為保證裝置反應主體透光率良好，對光源光強充分利用，本裝置使用轉盤3轉槽中安置玻璃片4厚度為l-2mm。
[0036]本發明提供一種負載型納米Ti02光催化轉盤水處理裝置進行廢水處理的方法，方法包括步驟如下:
[0037]第一步，待處理廢水由裝置進水口 5流入水槽1。
[0038]第二步，負載型納米Ti02光催化轉盤水處理裝置轉盤3隨著轉軸2在調速器7的驅使下發生轉動，裝置在黑暗中運行30min。
[0039]第三步，裝置經黑暗中運行30min后，在紫外燈8照射下繼續運行60_120min。
[0040]第四步，經處理后的反應廢水由出水口 6流出，檢測合格后排放至水體。
[0041]本裝置通過調速器控制轉盤轉動速度為60rpm。
[0042]本裝置反應時間為90-150min。
【主權項】
1.一種負載型納米T1 2光催化轉盤水處理裝置，包括反應槽、轉盤、光源和反應罩，所述轉盤通過轉軸安裝在反應槽中，轉軸的一端與電機相連，反應罩罩在反應槽外，光源安裝在反應罩上，其特征是:轉盤至少為兩個，在轉盤上開有凹槽，在兩個相對的轉盤的相對應的凹槽中設置透明玻璃片，在轉盤的兩側和玻璃片的表面均負載納米Ti02，所述反應罩為不透明罩。2.根據權利要求1所述的負載型納米T12光催化轉盤水處理裝置，其特征是:所述電機與電機調速器相連。3.根據權利要求1或2所述的負載型納米T12光催化轉盤水處理裝置，其特征是:所述反應槽為半圓柱形槽，反應槽的一側設有進水口、另一側設有出水口。4.根據權利要求1或2所述的負載型納米T12光催化轉盤水處理裝置，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罩中正上方。5.根據權利要求3所述的負載型納米T12光催化轉盤水處理裝置，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罩中正上方。6.一種利用權利要求1所述的負載型納米T1 2光催化轉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槽； 第二步，轉盤及玻璃片隨著轉軸在電機的驅使下轉動，在黑暗中運行30min ; 第三步，開啟光源，照射下繼續運行60-120min ； 第四步，經處理后的廢水排出反應槽。7.根據權利要求6所述的利用負載型納米T12光催化轉盤水處理裝置的處理方法，其特征是:控制轉盤轉動速度為30-120rpm。8.根據權利要求7所述的利用負載型納米T12光催化轉盤水處理裝置的處理方法，其特征是:控制轉盤轉動速度為60rpm。
【專利摘要】本發明提供的是一種負載型納米TiO2光催化轉盤水處理裝置及處理方法。包括反應槽、轉盤、光源和反應罩，所述轉盤通過轉軸安裝在反應槽中，轉軸的一端與電機相連，反應罩罩在反應槽外，光源安裝在反應罩上，轉盤至少為兩個，在轉盤上開有凹槽，在兩個相對的轉盤的相對應的凹槽中設置透明玻璃片，在轉盤的兩側和玻璃片的表面均負載納米TiO2，所述反應罩為不透明罩。利用調速器馬達的動力驅使裝置轉軸帶動轉盤轉動，通過轉動使轉盤上覆蓋廢水形成的薄液膜，通過利用裝置轉盤表面上負載的二氧化鈦與太陽光或紫外光共同作用，使轉盤表面二氧化鈦材料與廢水中有機物質發生反應，以達到廢水中有機物質去除的目的。
【IPC分類】C02F101/38, C02F9/08
【公開號】CN105330071
【申請號】CN201510766655
【發明人】孫勇, 張海靜, 李東輝, 李潤澤, 王天石, 戴麗, 王天琪, 韓福星, 楊慧玲, 王嘉森
【申請人】哈爾濱工程大學
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月11日