[發明專利]用于處理高濃度有機廢水的二氧化鈦薄膜光催化系統

有效

• 申請號: 201610705683.X
• 申請日: 2016-08-22
• 公開（公告）號: CN106277176B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 趙一新;錢旭芳;岳東亭;蔣樂樂;任孟;張太陽;闞淼;李戈;徐鳳;郭男杰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C03C17/25
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發明公開了一種用于處理高濃度有機廢水的二氧化鈦薄膜光催化系統，包括有機玻璃筒和蠕動泵；所述有機玻璃筒側壁上設置有進水口，底部設置有出水口，所述進水口和出水口分別與蠕動泵的兩端連接；所述有機玻璃筒內設置有若干玻璃管，每個玻璃管內均設置有條形鋁基板；所述玻璃管為外壁涂覆二氧化鈦薄膜的玻璃管；所述條形鋁基板上設置有若干紫外燈珠；所述紫外燈珠與穩壓電源連接。該系統中二氧化鈦薄膜與紫外光直接接觸，紫外光被最大限度的利用。完全消除了粉末態二氧化鈦與傳統二氧化鈦薄膜光催化劑所存在的無紫外光照射的工作盲區，成功解決了光催化系統因高濃度廢水透光性差而無法應用的難題。

技術領域

本發明屬于環保技術領域，涉及一種用于處理高濃度有機廢水的二氧化鈦膜光催化系統，可廣泛應用于水處理領域；具體涉及一種采用特殊方法制備二氧化鈦薄膜用于光催化系統處理高濃度有機廢水。

背景技術

近年來，光催化技術作為新型的高級處理技術，因其反應快、礦化率高、不產生二次污染、運行簡單以及運營維護成本低等優勢成為研究的熱點。

在眾多的半導體光催化劑中，二氧化鈦因綠色無毒、良好的化學穩定性和光催化效率高等優點而備受關注。二氧化鈦在紫外光照射下能夠產生具有強氧化性的空穴、羥基自由基、超氧離子自由基、超氧羥基自由基等，能快速無選擇性地將大多數有機污染物氧化至最終產物CO₂和H₂O，不產生二次污染。二氧化鈦半導體光催化反應系統，操作簡單，能耗低，經濟效益與環境效益顯著，因此在工業水處理方面前景廣闊，更是備受重視和關注。但是，二氧化鈦的傳統應用形式主要是納米粉末和薄膜兩種，均存在一定的缺陷。如粉末形態的二氧化鈦，在污水反應后很難跟水分離回收困難，而且由于高濃度有機廢水透光性很差，會造成粉末形態的二氧化鈦對光的利用率極低，因而傳統粉末態光催化技術無法對高濃度有機廢水進行有效處理；二氧化鈦薄膜技術可以解決光催化劑與水的分離難題，但是大部分二氧化鈦薄膜的制備方法，如CN 102828158A和CN104701017A等專利，成本高，方法復雜，大大限制了其工業化應用。因此，開發一種固定效果好、便于制備的二氧化鈦薄膜，最大限度地利用紫外光，并將二氧化鈦薄膜組件應用于廢水處理尤其是高濃度有機廢水的處理中是目前研究的重點。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于處理高濃度有機廢水的二氧化鈦薄膜光催化系統，能夠將二氧化鈦光催化劑層有效固定，消除或縮短二氧化鈦薄膜在無紫外光照射時工作盲區，該系統可應用于處理高濃度難降解有機廢水。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種用于處理高濃度有機廢水的二氧化鈦薄膜光催化系統，包括有機玻璃筒和蠕動泵；所述有機玻璃筒側壁上設置有進水口，底部設置有出水口，所述進水口和出水口分別與蠕動泵的兩端連接；所述有機玻璃筒內設置有若干玻璃管，每個玻璃管內均設置有條形鋁基板；所述玻璃管為外壁涂覆二氧化鈦薄膜的玻璃管；所述條形鋁基板上設置有若干紫外燈珠；所述紫外燈珠與穩壓電源連接。

優選地，所述有機玻璃筒頂端設置有蓋板，所述蓋板上設置有用于固定玻璃管的圓孔。

優選地，所述圓孔的數量為6-8個，圓孔和玻璃管的孔徑均為15-25mm。

優選地，所述外壁涂覆二氧化鈦薄膜的玻璃管的制備方法包括以下步驟：

配制二氧化鈦漿料，并將玻璃管外壁進行清洗；

通過浸漬提拉法將二氧化鈦漿料涂覆在玻璃管外壁并充分干燥，形成二氧化鈦薄膜；

將涂覆二氧化鈦薄膜的玻璃管置于馬弗爐中煅燒，即得。

優選地，所述玻璃管外壁采用等離子清洗，可增強二氧化鈦薄膜在玻璃上的固定效果。

優選地，所述二氧化鈦漿料的配制方法包括以下步驟：