[發(fā)明專利]納米轉(zhuǎn)盤光催化水處理裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110236892.1
• 申請日: 2011-08-18
• 公開（公告）號: CN102295318A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周繼軍;張雁秋;劉碧波;武秀琴;陳納;馬夢娟
• 申請（專利權(quán)）人: 河南工程學院
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/32;C02F1/72
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水處理裝置，尤其是適用于生化性較差的廢水處理的一種納米轉(zhuǎn)盤光催化水處理裝置。

背景技術(shù)

納米材料具有優(yōu)良的光生電子-空穴對特性，而空穴具有較強的氧化能力，可以將吸附于納米材料表面的有機物氧化，也可以將表面吸附的OH^-氧化生成·OH，同時，O²也能奪取納米材料表面的e^-生成O₂^。-，O₂^。-與H₂O和OH^-發(fā)生一系列復雜的化學反應，也能生成·OH，而·OH是氧化能力極強的自由基，幾乎可以將水中的所有有機物氧化，生產(chǎn)二氧化碳、水和無機鹽，另外，很多納米還具有價廉、穩(wěn)定和環(huán)境友好的特點，必將在水處理領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

很多工業(yè)廢水的可生化性較差，如印染廢水、抗生素廢水、農(nóng)藥廢水等，而針對此類的廢水處理，目前國內(nèi)外多以生化法為主，輔以化學法，但普遍存在處理投資費用大、運行成本高、處理效果不佳等缺點，急需新的技術(shù)和方法對其進行處理。

納米光催化水處理技術(shù)具有良好的應用前景，其優(yōu)點是：(1)降解速度快，一般只需要幾十分鐘到幾個小時即可取得良好的廢水處理效果；(2)降解無選擇性，幾乎能降解任何有機物，尤其適合于氯代有機物、多環(huán)芳烴等；(3)氧化反應條件溫和，投資少，能耗低，用紫外光照射或陽光下即可發(fā)生光催化氧化反應；(4)無二次污染，有機物徹底被氧化降解為CO₂和H₂O；(5)應用范圍廣，幾乎所有的污水和廢水都可以采用。

目前，納米粉末光催化劑制備工藝已較為成熟，光催化降解效果也比較好。

然而粉末狀納米光催化劑在使用過程中存在分散與回收困難、無法重復利用和對光的散射較強、光吸收率不高等一系列問題，甚至存在納米粉體污染的可能危險。這也是以納米粉末光催化劑為基礎(chǔ)的光催化技術(shù)難以大規(guī)模應用和商業(yè)化推廣的主要原因。

自20?世紀90年代以來，美國、日本等國開展了納米粉末固定化或納米薄膜制備的研究。到目前為止，已經(jīng)試驗了多種薄膜制備技術(shù)的可行性，并在各種有機物的光催化降解研究中取得了一定的效果。納米薄膜光催化劑與納米粉末相比具有不存在分離、可重復利用的優(yōu)點，但是光催化效率與納米粉末相比都有不同程度的降低，這是因為催化劑固定后比表面積減小，導致其吸附作用及利用率降低，從而降低了納米光催化劑的活性。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供氣液相傳質(zhì)面積大、光照面積大、光吸收效率高、納米材料可重復使用和光催化效率高的一種納米轉(zhuǎn)盤光催化水處理裝置，可有效解決現(xiàn)有的廢水處理費用高和效果差的問題、以及粉末納米材料無法回收和納米薄膜光催化效率差的問題。

其解決的技術(shù)方案是，包括水槽和轉(zhuǎn)盤，水槽內(nèi)的轉(zhuǎn)動軸上均置有多個轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上覆蓋有納米材料層，相鄰的兩個轉(zhuǎn)盤之間裝有紫外燈或可見燈管，轉(zhuǎn)盤的四周在水槽上端裝有擋板，水槽一端有廢水進口，另一端有污泥出口，擋板上端有溢流堰，所說的納米材料層厚度一般為10nm-1μm之間。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)獨特、使用方便，廢水處理效果好，是廢水處理裝置上的創(chuàng)新。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明拿掉頂棚的立體結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明拿掉頂棚和擋板的左視圖。

圖4為本發(fā)明拿掉頂棚和擋板的主視圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細說明。

由圖1至圖4給出，本發(fā)明包括水槽和轉(zhuǎn)盤，水槽1內(nèi)的轉(zhuǎn)動軸2上均置有多個轉(zhuǎn)盤3，轉(zhuǎn)盤3上覆蓋有納米材料層，相鄰的兩個轉(zhuǎn)盤3之間裝有紫外燈或可見燈管4（根據(jù)納米材料帶隙能確定），轉(zhuǎn)盤3的四周在水槽1上端裝有擋板5，水槽1一端有廢水進口6，另一端有污泥出口7，擋板5上端有溢流堰12，所說的納米材料層厚度一般為10nm-1μm之間。

為了保證使用效果，所說的轉(zhuǎn)盤3的厚度一般為2-6毫米,直徑為30-300厘米（根據(jù)廢水流量確定）,兩個相鄰的轉(zhuǎn)盤間距約為20-30厘米，轉(zhuǎn)盤3最下沿距水槽1底部距離為0.5-3厘米，轉(zhuǎn)盤3轉(zhuǎn)速為2-3轉(zhuǎn)/分鐘，其材料為具有一定強度和韌性，且耐腐蝕的材料制成，當轉(zhuǎn)盤3直徑大時，相鄰的兩個轉(zhuǎn)盤間裝多個紫外燈或可見燈管。