[發(fā)明專利]一種UVC-LED—DSA電極耦合的光電化學(xué)氧化氨氮協(xié)同去除系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010499840.2
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111646539A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉章穎;王朔;黃曉伶;趙建;朋澤群
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/461;C02F101/16;C02F103/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.一種UVC-LED—DSA電極耦合的光電化學(xué)氧化氨氮協(xié)同去除系統(tǒng)，其特征是：該系統(tǒng)包括光電化學(xué)反應(yīng)器(1)、DSA陽極(2)、鈦陰極(3)、磁力攪拌器(4)、蠕動泵(5)、陽極出氣口(6)、陰極出氣口(7)、pH控制儀(8)、直流穩(wěn)壓電源(9)、熱電偶(10)、控溫裝置(11)、UVC-LED模組和石英玻璃板(15)；所述的UVC-LED模組包括風(fēng)冷散熱扇(12)、散熱片(13)、UVC-LED燈珠(14)；所述的DSA陽極(2)、鈦陰極(3)設(shè)于光電化學(xué)反應(yīng)器(1)內(nèi)；所述的光電化學(xué)反應(yīng)器(1)內(nèi)裝有待處理的含有氨氮的液體，所述的蠕動泵(5)用于將待處理的含有氨氮的液體輸入控溫裝置(11)內(nèi)進行溫度調(diào)節(jié)，并使其流回光電化學(xué)反應(yīng)器(1)內(nèi)形成循環(huán)；所述的熱電偶(10)設(shè)于控溫裝置(11)內(nèi)，用于對液體進行測溫；所述的磁力攪拌器(4)用于使光電化學(xué)反應(yīng)器(1)內(nèi)的液體充分混合；所述的光電化學(xué)反應(yīng)器(1)頂部設(shè)有密封蓋，所述的石英玻璃板(15)設(shè)于密封蓋中心，所述的UVC-LED模組固定于石英玻璃板(15)上方，可將UVC-LED燈珠(14)發(fā)射的紫外線輻射至DSA陽極(2)和鈦陰極(3)表面以及兩電極間的溶液；所述的陽極出氣口(6)、陰極出氣口(7)設(shè)于密封蓋上，用于排出氨氮氧化后產(chǎn)生的氣體；所述的pH控制儀(8)用于對光電化學(xué)反應(yīng)器(1)內(nèi)的液體進行pH調(diào)節(jié)；所述的直流穩(wěn)壓電源(9)用于對DSA陽極(2)、鈦陰極(3)以及UVC-LED模組供電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UVC-LED—DSA電極耦合的光電化學(xué)氧化氨氮協(xié)同去除系統(tǒng)，其特征在于：所述鈦陰極和DSA陽極的極板面積比為1:1；DSA陽極(2)為鈦基釕銥電極，即電極表面涂層含有成分RuO₂、IrO₂和TiO₂。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UVC-LED—DSA電極耦合的光電化學(xué)氧化氨氮協(xié)同去除系統(tǒng)，其特征在于：所述DSA陽極(2)和鈦陰極(3)的電壓和電流的調(diào)節(jié)范圍分別為0～30V和0～5A。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UVC-LED—DSA電極耦合的光電化學(xué)氧化氨氮協(xié)同去除系統(tǒng)，其特征在于：所述的風(fēng)冷散熱扇(12)的驅(qū)動電壓為DC 12V；所述的UVC-LED燈珠(14)9顆，3*3焊接在基板上并固定在散熱片(13)表面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UVC-LED—DSA電極耦合的光電化學(xué)氧化氨氮協(xié)同去除系統(tǒng)，其特征在于：所述的UVC-LED燈珠(14)的峰值波長為275nm，半峰寬度為11nm，驅(qū)動電壓為5.4V，半視角為120°，輻射功率為30mW。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UVC-LED—DSA電極耦合的光電化學(xué)氧化氨氮協(xié)同去除系統(tǒng)，其特征在于：所述的光電化學(xué)反應(yīng)器(1)采用石英玻璃制成，光電化學(xué)反應(yīng)器(1)內(nèi)采用含有質(zhì)量濃度為0.5％～2.0％的氯化鈉作為電解液體，液體的水力停留時間為10min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UVC-LED—DSA電極耦合的光電化學(xué)氧化氨氮協(xié)同去除系統(tǒng)，其特征在于：所述的pH控制儀(8)通過1M HCl或1M NaOH對光電化學(xué)反應(yīng)器(1)內(nèi)的液體進行pH調(diào)節(jié)，將pH值控制在4～8之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的UVC-LED—DSA電極耦合的光電化學(xué)氧化氨氮協(xié)同去除系統(tǒng)，其特征在于：所述的光電化學(xué)反應(yīng)器(1)內(nèi)液體溫度為23±2℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的UVC-LED—DSA電極耦合的光電化學(xué)氧化氨氮協(xié)同去除系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)用于對含有氨氮的水產(chǎn)養(yǎng)殖水體進行處理。