[發(fā)明專利]太陽光輔助電催化有機廢水處理膜反應器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210094224.4
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102603037A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設計）人: 周幸福;柴青立;邵長林
• 申請（專利權）人: 南京工業(yè)大學
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種太陽能光輔助電催化有機廢水處理膜反應裝置，它包括待處理水貯槽(1)、恒流泵(2)、流量計(3)、光電催化反應器(5)、清水貯槽(7)；光電催化反應器由光陽極(9)和陰極(8)組成，其特征在于：所述光陽極和陰極對應地設置在光電催化反應器(5)中，反應器設有進水口(4)和出水口(6)，所述光陽極為紫外光或/和可見光催化活性電極；所述的太陽能電池組件(11)將接受的太陽光轉化為電能，經電流控制器(12)輸送給裝置或存儲于蓄電池組。

2.根據權利要求1所述太陽能光輔助電催化有機廢水處理膜反應裝置，其特征在于，所述光陽極是以石墨電極、二氧化鉛電極、碳纖維、鉑電極、鉛基合金電極和/或尺寸形穩(wěn)DSA類電極作為基體負載有光催化劑的多孔活性電極；電極形狀可以為片狀、網狀、棒狀、塊狀、筒狀、柱狀、微介孔狀、泡沫狀中的任意一種。

3.根據權利要求2所述太陽能光輔助電催化有機廢水處理膜反應裝置，其特征在于，所述的DSA類電極是以特殊工藝在金屬基體上沉積一層微米級或亞微米級的金屬氧化物薄膜而制備的穩(wěn)定電極；金屬基體為鈦、鋯、鉭、鈮、硅、石墨中的任意一種或幾種，金屬氧化物層主要包括氧化錫(SnO₂)、二氧化鉛(PbO₂)、銻氧化物(Sb_xO_y)、氧化釕(RuO₂)、氧化銥(IrO₂)、氧化錳(MnO₂)、氧化鈰(CeO₂)、摻硼金剛石(BDD)，也包括其中兩種或兩種以上的復合物。

4.根據權利要求2所述太陽能光輔助電催化有機廢水處理膜反應裝置，其特征在于，所述的光催化劑為二氧化鈦，氧化鋅、五氧化二鈮、二氧化錫、三氧化鎢、三氧化二鐵、氧化鋯或前述材料摻雜、改性或復合的半導體材料中的至少一種；所述的摻雜離子為過渡金屬離子：釩離子、鉻離子、鈮離子、鉬離子、鎢離子、錳離子、鐵離子、鎳離子、鈰離子、鋯離子、鈷離子或非金屬離子：氮離子、碳離子、硫離子、磷離子、硼離子、氟離子、碘離子、硅離子中的一種或幾種。所述光陽極負載的光催化劑對紫外光(UV)或/和對可見光有光催化活性。

5.根據權利要求1所述太陽能光輔助電催化有機廢水處理膜反應裝置，其特征在于，所述陰極由碳纖維、鎳、鈦、不銹鋼、石墨、鉑、網狀多孔碳電極、氣體擴散電極、碳/聚四氟乙烯充氧電極中的任意一種制成；所述陰極與光陽極相應平行或同軸心設置，極間距為0.1～200mm。

6.根據權利要求1所述太陽能光輔助電催化有機廢水處理膜反應裝置，其特征在于，裝置所需要的能量由太陽能電池組件、蓄電池組或外加電源提供；光電催化所用的的光源為紫外燈、鹵素燈、氙燈或太陽光。

7.根據權利要求9所述太陽能光輔助電催化有機廢水處理膜反應裝置，其特征在于，所述電極對的工作電壓控制在0～15V，電流密度為0～2000mA/cm²。

8.根據權利要求1所述太陽能光輔助電催化有機廢水處理膜反應裝置，其特征在于，所述的光電催化反應器為圓筒狀、長方體或管狀。

9.根據權利要求1所述太陽能光輔助電催化有機廢水處理膜反應裝置，其特征在于，反應器中光陽極和陰極相對應水平設置(陽極設置在陰極上方，負載光催化劑的陽極面在上)，循環(huán)廢水以垂直方式流過光陽極，利用壓力(流速)來控制光電催化劑表面的液膜厚度。

10.根據權利要求1所述太陽能光輔助電催化有機廢水處理膜反應裝置，其特征在于，所述電解槽為敞口式，裝置設置為角度可調式，負載有光催化劑的光陽極膜能垂直或最大限度接受太陽光或其它光源輻射。