[發明專利]磁載納米二氧化鈦廢水處理和回收裝置

無效

• 申請號: 201210249121.0
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN102786177A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 吳佐林
• 申請（專利權）人: 湖南先科環保有限公司
• 主分類號: C02F9/12
• 分類號: C02F9/12;C02F1/32
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種水處理設備，具體地說是一種光催化工業廢水處理裝置。

背景技術

廢水深度凈化回用是企業節能減排的實施手段。在我國，有機工業廢水的產生量逐年增加，僅1995年我國工業廢水(不包括鄉鎮企業)排放量就為223億噸，含COD770萬噸、重金屬1823噸、砷1132噸、氰化物2504噸、揮發酚6366噸、石油類64341噸，其中僅123億噸廢水達標排放，其余部分，尤其是高濃度難降解有機工業廢水對環境造成了嚴重的污染，高濃度難降解有機工業廢水主要分布在化工、冶金、煉焦、染料等行業。

難降解有機工業廢水主要包括焦化廢水、造紙廢水、印染廢水等，具有水質復雜，危害性大，COD和BOD高，可生化性差等特點，其對環境造成了巨大的危害，排放物的環境污染問題已引起各國政府及環保部門的高度重視。國內外對于難降解有機工業廢水的處理方法主要有物理法、生物法和化學法。

半導體光催化氧化處理環境污染物是近年來興起的一種污染治理技術。由于半導體光催化劑對很多生物難以降解的有機物表現出較強的降解能力，并可將環境中的有害物質降解為CO₂和H₂O，因而受到廣泛關注。在眾多的半導體催化劑中，二氧化鈦以活性高、穩定、無毒、價廉、無污染、無腐蝕、能反復使用被認為是最佳的綠色環保光催化劑而得到了廣泛的應用。然而，二氧化鈦也有其自身的缺陷：①其禁帶較寬（銳鈦型E_g=3.2eV，金紅石型E_g=3.02eV），只能用紫外光來激發；②電子和空穴易復合，所以催化效率低、顆粒小、難以分離，從而限制了其應用。因此，使用多種手段進行改性，其中包括半導體復合、染料敏化、聚合物、硫酸鹽化、貴金屬修飾、非金屬元素的摻雜及過渡金屬元素摻雜等。

在廢水處理的過程中，光催化劑二氧化鈦的顆粒太小，難以從反應混合物中分離，造成顆粒光催化劑流失率大，不能有效地從處理后的廢水中回收和循環利用。

發明內容

為了克服上述問題，本發明提供了一種可循環利用、效率高、水質好的磁載納米二氧化鈦廢水處理和回收裝置。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

磁載納米二氧化鈦廢水處理和回收裝置，包括混合水箱和光催化反應室，所述混合水箱頂部裝有攪拌機，上部設有進水管，下部設有出水管，所述出水管通過水泵與光催化反應室的進水管相連，光催化反應室為多層結構，每層光催化反應室內上部設有紫外燈光源，中間為反應空間，下部設置有鼓風曝氣管和電磁吸盤，鼓風曝氣管與設在光催化反應室外部的鼓風機相連，每層光催化反應室還設有溢水管。

進一步的，所述電磁吸盤為矩形電磁吸盤，其電磁吸盤吸力強度為100N/cm²。

進一步的，所述光催化反應室兩端設有外加電場，所述外加電場由陽極、陰極和直流電源構成。

進一步的，所述陽極為石墨板電極，陰極為不銹鋼板電極，所述直流電源電壓為0～36V。

本發明具有以下技術效果：

（1）本發明采用磁載納米二氧化鈦，即磁性氧化鐵材料為核，納米二氧化鈦包覆其表面，納米磁性材料具有巨大的比表面積和良好的分離回收特點，將其作為光催化劑的載體，這樣既保留了納米光催化劑的高催化活性，又可以在反應完成后施加一個合適的外加磁場就可快速有效分離，分離后的磁載納米二氧化鈦被光催化反應室內的矩形電磁吸盤吸附，等下一批經過混合后的廢水到來后，矩形電磁吸盤斷電，矩形電磁吸盤磁性消失，被吸附的磁載納米二氧化鈦在微曝氣的作用下，又與廢水充分混合發生反應，處理完成后，矩形電磁吸盤充電，磁載納米二氧化鈦又被吸附，如此循環。本發明大幅度地減少了納米二氧化鈦的流失率，解決了固液分離難的問題，實現了資源的重復利用，減少了處理成本，達到了節約資源、保護環境的目的。

（2）光催化反應室采用多層結構，節省了占地面積，提高了裝置的反應效率。

（3）光催化反應室增設外電場，使得光生電子和空穴分離，減少光生電子和空穴的復合幾率，使得具有強氧化性的空穴數量增加，增強磁載光催化劑氧化有機物的效率，同時使得磁載光催化劑和廢水混合更加充分，提高磁載光催化劑的利用率。

附圖說明

圖1為本發明的示意圖。

圖2為本發明每層光催化反應室的內部結構圖。