申请日2013.09.03
公开(公告)日2013.12.18
IPC分类号C02F1/30
摘要
本发明公开了一种用于光催化降解废水中有机污染物的方法及其装置，有效解决废水污染问题。该方法包括：制得TiO2/Fe3O4核壳式磁载纳米TiO2光催化剂;废水经进水管道进入处理箱;接通绕线电磁铁，使处理箱两侧产生交变磁场;打开排水阀门，将处理完的废水由排水管道排出;利用磁力加热柱使光催化剂恢复活性。该装置包括：磁力加热柱、处理箱、绕线电磁铁、蓄电池、电路板及操控电脑、太阳能电池板和电动阀门。本发明应用广泛，处理时间短且效果好。适用于化工废水、电镀废水、焦化废水等含有机污染物水体的处理且不会造成二次污染;本发明通过太阳能电池板将光能转变为电能，供装置在运行时使用，在节约能源方面占有优势。
权利要求书
1.一种光催化降解废水中有机污染物的方法，其特征是该方法包括以下 步骤：
a.以Fe3O4为磁基体，用溶胶—凝胶法进行包裹，制得TiO2/Fe3O4核壳 式磁载纳米TiO2光催化剂，以下简称光催化剂;
b.将光催化剂放入处理箱中，打开进水阀门，废水经进水管道进入处 理箱;
c.接通绕线电磁铁，使处理箱两侧产生交变磁场，同时磁力加热柱的 磁性消失，使具有磁性的光催化剂在废水中来回运动;
d.废水处理后，交变磁场磁性消失，磁力加热柱通磁会重新将光催化 剂吸附在其表面上，打开排水阀门，将处理完的废水由排水管道排出 ，步骤b—d反复操作5-8次;
e.光催化剂在使用5-8次之后活性降低，利用磁力加热柱的加热功能在 400-500℃高温下加热10-15小时,使光催化剂活性恢复，光催化剂重复 使用。
2.权利要求1所述的一种光催化降解废水中有机污染物的方法采用的装置 ，其特征是该装置包括：磁力加热柱、处理箱、绕线电磁铁、蓄电池 、电路板及操控电脑、太阳能电池板和电动阀门，处理箱里面安装着 磁力加热柱，处理箱左右两侧是绕线电磁铁，右侧绕线电磁铁的旁边 是电路板，电路板连接操控电脑，下方是蓄电池，蓄电池与磁力加热 柱、绕线电磁铁、电路板、电动阀门以及太阳能电池板均有线路接通 ，太阳能电池板安放在整个装置的右上侧，磁力加热柱数量四至六根 ，通过并联的方式相互连接，且安装位置彼此错开，电动阀门安装在 进水管道和排水管道上，实现装置进、排水的自动控制。
说明书
一种光催化降解废水中有机污染物的方法及其装置
技术领域
本发明属于有机污染物处理技术领域，尤其是一种光催化降解废水中 有机污染物的方法及其装置。
技术背景
治理水体污染是当今世界的一个重点难题。未经处理的废水直接排放 是导致水体污染的一个重要因素，它不仅破坏了生态环境，还严重影 响了人们的生活。尤其是某些含有毒性有机污染物的工业废水直接排 放，导致了更大程度的水体污染。目前，在废水中检测出的有机污染 物在2200种以上。废水中常见的有机污染物主要有酚类化合物、苯类 化合物、卤烃类化合物等。这些有机污染物进入水体后，使水体中的 物质组成发生变化，破坏原有的物质平衡。同时，这些有机污染物能 在水体中长期稳定存留，并通过食物链富集最后进入人体，损坏人体 健康。目前，对工业废水中有机污染物处理方法有气浮法、吸附法、 生物处理法和化学氧化法等。其中，化学氧化法是指有催化剂存在的 条件下，氧化剂在水溶液中能诱发产生氧化性极强的羟基自由基，并 与有机污染物发生反应，实现对有机物的破坏和分解作用。该方法一 直是国内外学者研究的热点。
查阅专利文献，中国专利公开(公告)号CN1O2583935A公开了一种“ 用于有机废弃物处理的超临界水处理装置及有机废弃物的处理方法” ，该方法和装置要求进入反应室的混合物的最优温度和最优压力分别 为300℃—500℃和25MPa—30MPa，这无疑会耗费巨大的能量，也会对 该装置的性能提出了很高的要求，无形中增加了成本;中国专利公开 (公告)号CN1958470公开了一种“气液串联放电降解水中有机污染物 的方法和装置”，该方法和装置是将空气或氧气通入气相放电区域， 在高压脉冲的作用下形成臭氧，虽然该装置利用了不锈钢金属阻挡网 来提高臭氧的利用效率，但仍会有部分臭氧排放到空气中，这不仅会 对环境造成污染，若人将其吸入还会对健康造成危害;中国专利公开 (公告)号 CN201873542U公开了“一种用于大体积水样前处理的有机污染物富集 装置”，该装置虽能够实现对同批次水样不同类别有机污染物进行富 集，但仅限于富集而并没有对有机污染物进行处理，仍存在不足之处 。
发明内容
本发明提供了一种用于光催化降解废水中有机污染物的方法及其装置 ，有效解决废水污染问题。
一种光催化降解废水中有机污染物的方法，该方法包括以下步骤：
a.以Fe3O4为磁基体，用溶胶—凝胶法进行包裹，制得TiO2/Fe3O4核壳 式磁载纳米TiO2光催化剂，以下简称光催化剂;
b.将光催化剂放入处理箱中，打开进水阀门，废水经进水管道进入处 理箱;
c.接通绕线电磁铁，使处理箱两侧产生交变磁场，同时磁力加热柱的 磁性消失，使具有磁性的光催化剂在废水中来回运动;
d.废水处理后，交变磁场磁性消失，磁力加热柱通磁会重新将光催化 剂吸附在其表面上，打开排水阀门，将处理完的废水由排水管道排出 ，步骤b—d反复操作5-8次;
e.光催化剂在使用5-8次之后活性降低，利用磁力加热柱的加热功能在 400-500℃高温下加热约10-15小时,使光催化剂活性恢复，光催化剂重 复使用。
一种光催化降解废水中有机污染物的方法采用的装置，该装置包括： 磁力加热柱、处理箱、绕线电磁铁、蓄电池、电路板及操控电脑、太 阳能电池板和电动阀门。处理箱里面安装着磁力加热柱，处理箱左右 两侧是绕线电磁铁，右侧绕线电磁铁的旁边是电路板，电路板连接操 控电脑，下方是蓄电池，蓄电池与磁力加热柱、绕线电磁铁、电路板 、电动阀门以及太阳能电池板均有线路接通，太阳能电池板安放在整 个装置的右上侧。磁力加热柱数量四至六根，通过并联的方式相互连 接，且安装位置彼此错开，这有利于光催化剂在废水中来回运动。电 动阀门安装在进水管道和排水管道上，实现装置进、排水的自动控制 。
本发明与现有同类技术相比，其有益效果是：
一、本发明提供的处理装置结构简单，所有操作均可以在电脑上完成 ，便于日常运行和维护，使用灵活方便;
二、本发明应用广泛，处理时间短且效果好。适用于化工废水、电镀 废水、焦化废水等含有机污染物水体的处理且不会造成二次污染;
三、本发明通过太阳能电池板将光能转变为电能，供装置在运行时使 用，在节约能源方面占有优势。