一種光催化降解廢水中有機(jī)污染物的方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于光催化降解廢水中有機(jī)污染物的方法及其裝置，有效解決廢水污染問題。該方法包括：制得TiO2/Fe3O4核殼式磁載納米TiO2光催化劑；廢水經(jīng)進(jìn)水管道進(jìn)入處理箱；接通繞線電磁鐵，使處理箱兩側(cè)產(chǎn)生交變磁場；打開排水閥門，將處理完的廢水由排水管道排出；利用磁力加熱柱使光催化劑恢復(fù)活性。該裝置包括：磁力加熱柱、處理箱、繞線電磁鐵、蓄電池、電路板及操控電腦、太陽能電池板和電動(dòng)閥門。本發(fā)明應(yīng)用廣泛，處理時(shí)間短且效果好。適用于化工廢水、電鍍廢水、焦化廢水等含有機(jī)污染物水體的處理且不會(huì)造成二次污染；本發(fā)明通過太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽┭b置在運(yùn)行時(shí)使用，在節(jié)約能源方面占有優(yōu)勢。
【專利說明】一種光催化降解廢水中有機(jī)污染物的方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)污染物處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種光催化降解廢水中有機(jī)污染物的方法及其裝置。
技術(shù)背景
[0002]治理水體污染是當(dāng)今世界的一個(gè)重點(diǎn)難題。未經(jīng)處理的廢水直接排放是導(dǎo)致水體污染的一個(gè)重要因素，它不僅破壞了生態(tài)環(huán)境，還嚴(yán)重影響了人們的生活。尤其是某些含有毒性有機(jī)污染物的工業(yè)廢水直接排放，導(dǎo)致了更大程度的水體污染。目前，在廢水中檢測出的有機(jī)污染物在2200種以上。廢水中常見的有機(jī)污染物主要有酚類化合物、苯類化合物、鹵烴類化合物等。這些有機(jī)污染物進(jìn)入水體后，使水體中的物質(zhì)組成發(fā)生變化，破壞原有的物質(zhì)平衡。同時(shí)，這些有機(jī)污染物能在水體中長期穩(wěn)定存留，并通過食物鏈富集最后進(jìn)入人體，損壞人體健康。目前，對(duì)工業(yè)廢水中有機(jī)污染物處理方法有氣浮法、吸附法、生物處理法和化學(xué)氧化法等。其中，化學(xué)氧化法是指有催化劑存在的條件下，氧化劑在水溶液中能誘發(fā)產(chǎn)生氧化性極強(qiáng)的羥基自由基，并與有機(jī)污染物發(fā)生反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的破壞和分解作用。該方法一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。
[0003]查閱專利文獻(xiàn)，中國專利公開(公告)號(hào)CN102583935A公開了一種“用于有機(jī)廢棄物處理的超臨界水處理裝置及有機(jī)廢`棄物的處理方法”，該方法和裝置要求進(jìn)入反應(yīng)室的混合物的最優(yōu)溫度和最優(yōu)壓力分別為300°C — 500°C和25MPa — 30MPa，這無疑會(huì)耗費(fèi)巨大的能量，也會(huì)對(duì)該裝置的性能提出了很高的要求，無形中增加了成本；中國專利公開(公告)號(hào)CN1958470公開了一種“氣液串聯(lián)放電降解水中有機(jī)污染物的方法和裝置”，該方法和裝置是將空氣或氧氣通入氣相放電區(qū)域，在高壓脈沖的作用下形成臭氧，雖然該裝置利用了不銹鋼金屬阻擋網(wǎng)來提高臭氧的利用效率，但仍會(huì)有部分臭氧排放到空氣中，這不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，若人將其吸入還會(huì)對(duì)健康造成危害；中國專利公開(公告)號(hào)CN201873542U公開了 “一種用于大體積水樣前處理的有機(jī)污染物富集裝置”，該裝置雖能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)同批次水樣不同類別有機(jī)污染物進(jìn)行富集，但僅限于富集而并沒有對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行處理，仍存在不足之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種用于光催化降解廢水中有機(jī)污染物的方法及其裝置，有效解決廢水污染問題。
[0005]一種光催化降解廢水中有機(jī)污染物的方法，該方法包括以下步驟:
[0006]a.以Fe3O4為磁基體，用溶膠一凝膠法進(jìn)行包裹，制得Ti02/Fe304核殼式磁載納米TiO2光催化劑，以下簡稱光催化劑；
[0007]b.將光催化劑放入處理箱中，打開進(jìn)水閥門，廢水經(jīng)進(jìn)水管道進(jìn)入處理箱；
[0008]c.接通繞線電磁鐵，使處理箱兩側(cè)產(chǎn)生交變磁場，同時(shí)磁力加熱柱的磁性消失，使具有磁性的光催化劑在廢水中來回運(yùn)動(dòng)；[0009]d.廢水處理后，交變磁場磁性消失，磁力加熱柱通磁會(huì)重新將光催化劑吸附在其表面上，打開排水閥門，將處理完的廢水由排水管道排出，步驟b— d反復(fù)操作5-8次；
[0010]e.光催化劑在使用5-8次之后活性降低，利用磁力加熱柱的加熱功能在400-500°C高溫下加熱約10-15小時(shí)，使光催化劑活性恢復(fù)，光催化劑重復(fù)使用。
[0011]一種光催化降解廢水中有機(jī)污染物的方法采用的裝置，該裝置包括:磁力加熱柱、處理箱、繞線電磁鐵、蓄電池、電路板及操控電腦、太陽能電池板和電動(dòng)閥門。處理箱里面安裝著磁力加熱柱，處理箱左右兩側(cè)是繞線電磁鐵，右側(cè)繞線電磁鐵的旁邊是電路板，電路板連接操控電腦，下方是蓄電池，蓄電池與磁力加熱柱、繞線電磁鐵、電路板、電動(dòng)閥門以及太陽能電池板均有線路接通，太陽能電池板安放在整個(gè)裝置的右上側(cè)。磁力加熱柱數(shù)量四至六根，通過并聯(lián)的方式相互連接，且安裝位置彼此錯(cuò)開，這有利于光催化劑在廢水中來回運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)閥門安裝在進(jìn)水管道和排水管道上，實(shí)現(xiàn)裝置進(jìn)、排水的自動(dòng)控制。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有同類技術(shù)相比，其有益效果是:
[0013]一、本發(fā)明提供的處理裝置結(jié)構(gòu)簡單，所有操作均可以在電腦上完成，便于日常運(yùn)行和維護(hù)，使用靈活方便；
[0014]二、本發(fā)明應(yīng)用廣泛，處理時(shí)間短且效果好。適用于化工廢水、電鍍廢水、焦化廢水等含有機(jī)污染物水體的處理且不會(huì)造成二次污染；
[0015]三、本發(fā)明通過太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，供裝置在運(yùn)行時(shí)使用，在節(jié)約能源方面占有優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是一種光催化降解廢水中有機(jī)污染物的方法采用的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
`[0017]圖中:1_磁力加熱柱；2_處理箱；3_繞線電磁鐵；4_蓄電池；5_電路板及操控電腦；6_太陽能電池板；7_電動(dòng)閥門；8_進(jìn)水管道；9_排水管道。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0019]如圖1所示，一種光催化降解廢水中有機(jī)污染物的方法采用的裝置由磁力加熱柱
1、處理箱2、繞線電磁鐵3、蓄電池4、電路板及操控電腦5、太陽能電池板6、電動(dòng)閥門7、進(jìn)水管道8和排水管道9組成。其中繞線電磁鐵3、蓄電池4和電動(dòng)閥門7各有兩個(gè)，磁力加熱柱I共計(jì)四根。
[0020]一種光催化降解廢水中有機(jī)污染物的方法如下:
[0021]以Fe3O4為磁基體，用溶膠一凝膠法進(jìn)行包裹，制得Ti02/Fe304核殼式磁載納米TiO2光催化劑，以下簡稱光催化劑。將光催化劑放入處理箱2中，廢水通過進(jìn)水管道8進(jìn)入到處理箱2中，此時(shí)，光催化劑依附在磁力加熱柱I上。當(dāng)廢水量達(dá)到處理箱2體積的三分之二后，電路板及操控電腦5控制電動(dòng)閥門7，使進(jìn)水管道8自動(dòng)關(guān)閉，處理箱2兩側(cè)的繞線電磁鐵3產(chǎn)生交變磁場，同時(shí)，磁力加熱柱I的磁性消失。光催化劑在磁力的作用下離開磁力加熱柱I并在廢水中來回運(yùn)動(dòng)，太陽光在光催化劑的作用下分解有機(jī)污染物，凈化廢水。污水凈化后，斷掉繞線電磁鐵3產(chǎn)生交變磁場，同時(shí)，磁力加熱柱I恢復(fù)磁性，光催化劑重新吸附其表面上，再將處理后的廢水由排水管道9自動(dòng)排出。光催化劑在使用6次之后利用磁力加熱柱I將其在450°c高溫下加熱12小時(shí)，使其活性恢復(fù)，能夠重復(fù)使用。
[0022]上述實(shí)施例僅用于詳細(xì)敘述本發(fā)明，方法中的工藝參數(shù)及各部件的數(shù)量、位置可以有所變化。凡是根據(jù)本發(fā)明原理進(jìn)`行的等同變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光催化降解廢水中有機(jī)污染物的方法，其特征是該方法包括以下步驟: a.以Fe3O4為磁基體，用溶膠一凝膠法進(jìn)行包裹，制得Ti02/Fe304核殼式磁載納米TiO2光催化劑，以下簡稱光催化劑； b.將光催化劑放入處理箱中，打開進(jìn)水閥門，廢水經(jīng)進(jìn)水管道進(jìn)入處理箱； c.接通繞線電磁鐵，使處理箱兩側(cè)產(chǎn)生交變磁場，同時(shí)磁力加熱柱的磁性消失，使具有磁性的光?隹化劑在廢水中來回運(yùn)動(dòng)； d.廢水處理后，交變磁場磁性消失，磁力加熱柱通磁會(huì)重新將光催化劑吸附在其表面上，打開排水閥門，將處理完的廢水由排水管道排出，步驟b— d反復(fù)操作5-8次； e.光催化劑在使用5-8次之后活性降低，利用磁力加熱柱的加熱功能在400-500°C高溫下加熱10-15小時(shí)，使光催化劑活性恢復(fù)，光催化劑重復(fù)使用。
2.權(quán)利要求1所述的一種光催化降解廢水中有機(jī)污染物的方法采用的裝置，其特征是該裝置包括:磁力加熱柱、處理箱、繞線電磁鐵、蓄電池、電路板及操控電腦、太陽能電池板和電動(dòng)閥門，處理箱里面安裝著磁力加熱柱，處理箱左右兩側(cè)是繞線電磁鐵，右側(cè)繞線電磁鐵的旁邊是電路板，電路板連接操控電腦，下方是蓄電池，蓄電池與磁力加熱柱、繞線電磁鐵、電路板、電動(dòng)閥門以及太陽能電池板均有線路接通，太陽能電池板安放在整個(gè)裝置的右上側(cè)，磁力加熱柱數(shù)量四至六根，通過并聯(lián)的方式相互連接，且安裝位置彼此錯(cuò)開，電動(dòng)閥門安裝在進(jìn)水管道和排水 管道上，實(shí)現(xiàn)裝置進(jìn)、排水的自動(dòng)控制。
【文檔編號(hào)】C02F1/30GK103449562SQ201310397428
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】艾天, 潘大偉, 劉慶玉, 于洪梅, 陳東雨, 李金洋, 陳文 , 李想道 申請(qǐng)人:遼寧科技大學(xué)