[發明專利]二氧化鈦光催化協同液相電暈放電水處理裝置及方法

無效

• 申請號: 201210591073.3
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103011336A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 張軼;魯佳妮;叢燕青;王齊
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/46
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及水處理設備及方法領域，具體涉及一種二氧化鈦光催化協同液相電暈放電水處理裝置及方法。

背景技術

飲用水源受工業廢水和生活污水以及農業面源產生的大量農藥化肥等殘留物的影響，嚴重影響飲用水水質。而飲用水源地頻發水體富營養化現象，導致藍藻瘋狂生長，其中微囊藻毒素(MCs)即為有害的藍藻水華釋放的一類具有強烈促癌作用的肝毒素，被微囊藻毒素污染的飲用水和水產品，給人類健康帶來了巨大威脅。

脈沖等離子體液相電暈放電技術，集高能電子輻射、超聲氧化、光化學氧化、沖擊波空穴氧化、化學氧化等多種高級氧化技術于一體，是一種全新概念的處理難降解有機工業廢水的復合型高級氧化技術。通過上述分析發現采用脈沖等離子體技術可以綜合體系產生的臭氧、雙氧水、羥基自由基以及紫外光等物質，協同降解微污染水中的有毒物質。但是由于活性物質和紫外光存在時間短，難以充分與液相污染物進行反應，特別像紫外光，利用率很低。

納米管TiO₂膜是近年來發展的一種新型二氧化鈦納米材料，以鈦板做基底，具有比表面積大、吸附性能強等特點，在光催化領域具有較廣的應用前景。

中國實用新型專利ZL?201120344479.2公開了一種二氧化鈦膜催化協同脈沖等離子體處理廢水的裝置，包括高壓脈沖電源、高壓脈沖放電絕緣筒和儲水池，所述的高壓脈沖放電絕緣筒頂端安裝有帶出氣孔的蓋板，所述的高壓脈沖放電絕緣筒的側壁上設有進水口和出水口，所述的進水口、出水口均與儲水池相連，所述的蓋板中間設有筒頂螺桿，所述的筒頂螺桿的下端連接一水平式電極，所述的水平式電極位于液面以上，所述的高壓脈沖放電絕緣筒的內壁固定有生長在金屬鈦基質上的TiO₂納米管，所述的高壓脈沖放電絕緣筒的底部設有微孔曝氣器和針狀電極，所述針狀電極的下端與高壓脈沖電源的正極連接，所述的筒頂螺桿的上端與高壓脈沖電源的負極連接。高壓脈沖電源通過針狀電極和筒頂螺桿分別在液下放電和液上放電，在放電過程產生的OH·、H·、O·、O₂、H₂O₂、O₃、紫外光、沖擊波以及超聲等能對廢水進行降解，特別是火花放電能產生大量的紫外光和活性物質，放電強度極大，形成強烈的沖擊波，同時高壓脈沖放電絕緣筒壁上的TiO₂膜能有效利用紫外光，形成光催化反應，促進廢水的進一步降解。但是該技術方案以強放電為主，放電強烈，容易對針電極產生損耗。

發明內容

本發明提供了一種二氧化鈦光催化協同液相電暈放電水處理裝置，對脈沖放電絕緣反應器有了較大的改進，脈沖放電絕緣反應器的正極和負極分別采用納米管TiO₂膜和納米管TiO₂電暈線，同時通過電促作用增強TiO₂光催化電子與空穴的分離，并且與脈沖等離子體氧化共同有效、節能地去除水中微污染有機物，特別適合去除水中微囊藻毒素。

一種二氧化鈦光催化協同液相電暈放電水處理裝置，包括高壓脈沖電源、與所述高壓脈沖電源連接的脈沖放電絕緣反應器以及與所述脈沖放電絕緣反應器連接的水循環裝置，所述脈沖放電絕緣反應器包括絕緣筒體、設置在所述絕緣筒體兩端的封閉件、設置在所述絕緣筒體內壁的納米管TiO₂膜以及在所述絕緣筒體內沿其軸向設置的納米管TiO₂電暈線，所述納米管TiO₂膜與所述高壓脈沖電源的負極連接，所述納米管TiO₂電暈線與所述高壓脈沖電源的正極連接。

本發明二氧化鈦光催化協同液相電暈放電水處理裝置，利用脈沖放電產生的紫外光形成TiO₂光催化與脈沖等離子體氧化共同促進難降解有機污染物的有效去除和礦化。將納米管TiO₂膜固定在脈沖放電絕緣反應器內壁以及沿軸向設置在絕緣筒體內的納米管TiO₂電暈線，利用脈沖放電產生的紫外光形成TiO₂光催化體系，同時脈沖放電促進光催化電子與空穴分離，又與放電產生的臭氧、雙氧水、超聲等作用結合，提高光催化氧化效率，促進自由基等強氧化劑產生。

所述高壓脈沖電源可選用本領域技術人員所知曉的高壓脈沖電源，作為優選，所述高壓脈沖電源的電壓為10kV～50kV，脈沖頻率為50Hz～200Hz。