[發明專利]一種高效光熱蒸發濃縮及電催化污水處理裝置

有效

• 申請號: 202010048343.0
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111186952B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 張耀中;王濤;梁娜;李曉良;王行梁;鄭興
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 張皎

1.一種高效光熱蒸發濃縮及電催化污水處理方法，其特征在于，具體包括：將難降解廢水通過進水管路（5）注入貯水槽（6），經過長時間太陽輻射后，具有良好光熱傳導能力的光熱轉換陶瓷膜（7）吸收太陽能，將光能轉化為熱能加熱膜表面，使難降解廢水中水分蒸發散失，同時廢水中水分通過毛細管作用透過親水改性的陶瓷膜底面，使難降解物質、有機質及強腐蝕物會留在廢水中，實現難降解廢水的濃縮處理；當COD濃度傳感器（11）檢測濃縮液COD值大于20000mg/L時，中央控制器（10）中單片機接收這一信號值并將其轉化為電信號，控制繼電器，進而控制蓄電池（9）和陽催化電極（3）以及陰催化電極（4）形成回路，開始電催化，使得陽催化電極（3）表面產生氧化活性極強的氧化媒介羥基自由基，羥基自由基與濃縮液中的有機物發生電催化氧化反應，使污染水體的可生物降解程度提高；同時陰催化電極（4）將大分子物質還原為小分子物質或將水中溶解氧還原為具有氧化性能的活性氧化物，也可對濃縮液有機物進行氧化，從而實現對處理后濃縮液的電催化降解處理，中央控制器（10）中單片機控制繼電器打開電磁攪拌器（1），加速整個電催化過程。

2.一種高效光熱蒸發濃縮及電催化污水處理裝置，適用如權利要求1所述的一種高效光熱蒸發濃縮及電催化污水處理方法，其特征在于，包括貯水槽（6）；所述貯水槽（6）安裝在電磁攪拌器（1）上，貯水槽（6）內放置電磁轉子；所述貯水槽（6）頂部連通進水管路（5），底部連通排水管路（2）；所述貯水槽（6）內頂部放置光熱轉換陶瓷膜（7）；所述貯水槽（6）底部通過支撐桿間隔布置陽催化電極（3）和陰催化電極（4）；陽催化電極（3）和陰催化電極（4）連接蓄電池（9）；所述貯水槽（6）內還布置有COD濃度傳感器（11），中央控制器（10）有線連接COD濃度傳感器（11）、電磁攪拌器（1）和蓄電池（9）；

所述進水管路（5）安裝有進水閥，排水管路（2）安裝有排水閥；

所述光熱轉換陶瓷膜（7）一面涂覆有黑色聚吡咯薄膜與陽光接觸，吸收太陽能；光熱轉換陶瓷膜（7）另一面為親水化改性面，接觸水體；所述光熱轉換陶瓷膜（7）帶有毛細管，保證水分通過的同時過濾雜質；

所述陽催化電極（3）為SnO₂電極或PbO₂電極；陰催化電極（4）為石墨電極或銅片電極；

所述SnO₂電極的制備方法如下：

對鈦基體打磨、堿洗、酸洗預處理后，將SnCl₄?4H₂O：Sb₂O₃:HCl以100:6:1的物質的量均勻混合后溶于乙醇制備活性涂層涂刷液，涂刷液均勻涂刷在鈦基體表面后置于馬弗爐中煅燒制得；

所述PbO₂電極的制備方法如下：

對鈦基體打磨、堿洗、酸洗預處理后，將Pb（NO₃）₂:NaF以1000:1的質量比制成混合溶液，采用電沉積法，將鈦基體置于混合溶液中制得。

3.根據權利要求2所述的一種高效光熱蒸發濃縮及電催化污水處理裝置，其特征在于，所述貯水槽（6）為長30-35cm，寬20-25cm，高100-150cm的敞口長方體槽，采用鋼化玻璃或硬質塑料材質制作。

4.根據權利要求2所述的一種高效光熱蒸發濃縮及電催化污水處理裝置，其特征在于，所述電磁攪拌器（1）的電壓為4-5V，電流0.5-1A，轉速為100-200rpm。

5.根據權利要求2所述的一種高效光熱蒸發濃縮及電催化污水處理裝置，其特征在于，所述蓄電池（9）還連接有太陽能電池板(8)。

6.根據權利要求2所述的一種高效光熱蒸發濃縮及電催化污水處理裝置，其特征在于，所述中央控制器（10）內置單片機和繼電器，通過單片機控制繼電器，進而控制蓄電池（9）對陽催化電極（3）和陰催化電極（4）的供電以及電磁攪拌器（1）的開關。