申请日2015.11.11
公开(公告)日2016.02.17
IPC分类号C02F9/08; C02F101/38
摘要
本发明提供的是一种负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置及处理方法。包括反应槽、转盘、光源和反应罩，所述转盘通过转轴安装在反应槽中，转轴的一端与电机相连，反应罩罩在反应槽外，光源安装在反应罩上，转盘至少为两个，在转盘上开有凹槽，在两个相对的转盘的相对应的凹槽中设置透明玻璃片，在转盘的两侧和玻璃片的表面均负载纳米TiO2，所述反应罩为不透明罩。利用调速器马达的动力驱使装置转轴带动转盘转动，通过转动使转盘上覆盖废水形成的薄液膜，通过利用装置转盘表面上负载的二氧化钛与太阳光或紫外光共同作用，使转盘表面二氧化钛材料与废水中有机物质发生反应，以达到废水中有机物质去除的目的。
权利要求书
1.一种负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置，包括反应槽、转盘、光源和反应罩，所述转盘通过转轴安装在反应槽中，转轴的一端与电机相连，反应罩罩在反应槽外，光源安装在反应罩上，其特征是：转盘至少为两个，在转盘上开有凹槽，在两个相对的转盘的相对应的凹槽中设置透明玻璃片，在转盘的两侧和玻璃片的表面均负载纳米TiO2，所述反应罩为不透明罩。
2.根据权利要求1所述的负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置，其特征是：所述电机与电机调速器相连。
3.根据权利要求1或2所述的负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置，其特征是：所述反应槽为半圆柱形槽，反应槽的一侧设有进水口、另一侧设有出水口。
4.根据权利要求1或2所述的负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置，其特征是：所述光源为紫外灯灯管或可见光灯管，光源通过固定支架固定于反应罩中正上方。
5.根据权利要求3所述的负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置，其特征是：所述光源为紫外灯灯管或可见光灯管，光源通过固定支架固定于反应罩中正上方。
6.一种利用权利要求1所述的负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置的处理方法，其特征是：
第一步，待处理废水引入反应槽;
第二步，转盘及玻璃片随着转轴在电机的驱使下转动，在黑暗中运行30min;
第三步，开启光源，照射下继续运行60-120min;
第四步，经处理后的废水排出反应槽。
7.根据权利要求6所述的利用负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置的处理方法，其特征是：控制转盘转动速度为30-120rpm。
8.根据权利要求7所述的利用负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置的处理方法，其特征是：控制转盘转动速度为60rpm。
说明书
负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置及处理方法
技术领域
本发明涉及的是一种处理废水的装置，本发明也涉及的一种处理废水的方法。更具体的是一种负载型纳米TiO2光催化转盘处理废水的装置和方法。
背景技术
自从1972年日本学者Fujishima和Honda在N型半导体二氧化钛(TiO2)单晶电极上发现水的光电催化分解作用以后，立即引起学术界的广泛关注并开始了多相光催化技术研究的新纪元。在多相光催化技术中，由于TiO2化学性质稳定，耐酸碱性好，无毒性，来源丰富成本低，催化效率高，对难降解有机物如苯系化合物、氯系有机物等的处理都非常有效，使TiO2成为当前最有应用潜力的一种光催化剂应用在处理各种环境问题上。
随着工业的不断发展，工业污水和化工污水中含有大量的有机污染物，尤其是工业污水中有大量的有毒、有害物质，这些污染物用生物处理技术是难以消除的。因而，人们把研究目光集中到了纳米TiO2光催化技术上面。
申请号为200310112016.3的专利文件中公布了一种改进的纳米TiO2光催化生物转盘，它是由叶片和位于叶片两侧的挡片构成，叶片和挡片内外侧面分别种植仿生水草和镀二氧化钛。该技术虽然对纳米TiO2光催化技术的研究在实验室阶段已取得了显著的效果，但目前纳米TiO2光催化技术应用于城市污水和工业废水处理中还存在如下缺点：
1、目前的装置转盘的盘片催化剂利用率低，其通常只能利用载体一面所负载得二氧化钛，二氧化钛的覆盖面积少;
2、目前的装置转盘材料透光性差，不利于紫外光在水中的传质效率的提升;
3、常用的光催化反应器采用粉末状催化剂，导致处理后溶液中的光催化剂难以从水体中分离回收，易造成水体二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便，废水处理效果良好的负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置。本发明的目的还在于提供一种利用负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置的处理方法。
本发明的负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置包括反应槽、转盘、光源和反应罩，所述转盘通过转轴安装在反应槽中，转轴的一端与电机相连，反应罩罩在反应槽外，光源安装在反应罩上，其特征是：转盘至少为两个，在转盘上开有凹槽，在两个相对的转盘的相对应的凹槽中设置透明玻璃片，在转盘的两侧和玻璃片的表面均负载纳米TiO2，所述反应罩为不透明罩。
本发明的负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置还可以包括：
1、所述电机与电机调速器相连。
2、所述反应槽为半圆柱形槽，反应槽的一侧设有进水口、另一侧设有出水口。
3、所述光源为紫外灯灯管或可见光灯管，光源通过固定支架固定于反应罩中正上方。
4、所述光源为紫外灯灯管或可见光灯管，光源通过固定支架固定于反应罩中正上方。
利用本发明的负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置的处理方法包括如下步骤：
第一步，待处理废水引入反应槽;
第二步，转盘及玻璃片随着转轴在电机的驱使下转动，在黑暗中运行30min;
第三步，开启光源，照射下继续运行60-120min;
第四步，经处理后的废水排出反应槽。
控制转盘转动速度为30-120rpm。控制转盘转动速度优选为60rpm。
负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置由调速器、转轴、转盘、反应槽等部分组成，利用调速器马达的动力驱使装置转轴带动转盘转动，通过转动使转盘上覆盖废水形成的薄液膜，通过利用装置转盘表面上负载的二氧化钛与太阳光或紫外光共同作用，使转盘表面二氧化钛材料与废水中有机物质发生反应，以达到废水中有机物质去除的目的。
本发明的负载型纳米TiO2光催化转盘水处理装置的优点如下：
转盘两侧表面负载二氧化钛，增大装置二氧化钛覆盖面积，可以达到二氧化钛在太阳光或紫外光下对废水中有机物质有效去除的效果。
转盘材料采用硅酸盐玻璃作为二氧化钛负载载体，充分利用了玻璃透光性好这一优点，同时，装置通过装置调速器马达的驱动作用使装置转轴发生转动，使转盘上形成几十微米厚的液膜，降低了激发光在到达光催化剂表面前由于有机溶液自身吸收而引起的损失，强化了水体的传质效率。
通过将两侧二氧化钛牢固镀在转盘表面，有效地克服了常用光催化反应器催化剂难以从水体中分离回收，易造成水体二次污染的缺点。
本发明结构简单、使用方便，废水处理效果良好，是新型废水处理装置上的创新。通过利用装置对亚甲基蓝溶液进行降解实验，可以得到以下结论：当装置转盘转速在60r/min时，装置对5mg/L～30mg/L亚甲基蓝溶液的降解率均可以达到89%以上。