[發(fā)明專利]泰勒渦旋式光催化水處理試驗裝置及試驗方法

在審

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• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113044914A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉海成;周欣儀;凌越;花瑞琪;季杰
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州科技大學(xué)
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/32;C02F1/38;C02F1/72
• 代理公司: 重慶謝成律師事務(wù)所 50224
• 代理人: 謝殿武

1.一種泰勒渦旋式光催化水處理試驗裝置，其特征在于：包括同心設(shè)置且可相對旋轉(zhuǎn)的外筒及內(nèi)筒，所述外筒套設(shè)于所述內(nèi)筒外，所述內(nèi)筒可全部或部分置于所述外筒內(nèi)部，所述內(nèi)筒由電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)筒內(nèi)設(shè)置紫光燈且內(nèi)筒具有透光性，所述外筒與內(nèi)筒之間為光催化反應(yīng)通道其內(nèi)設(shè)置有催化劑，所述外筒上開設(shè)有進水口及出水口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泰勒渦旋式光催化水處理試驗裝置，其特征在于：所述光催化反應(yīng)通道位于所述進水口與出水口之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的泰勒渦旋式光催化水處理試驗裝置，其特征在于：所述電機及紫光燈通過電線口電連接至光伏板，所述光伏板用于吸收太陽能并轉(zhuǎn)化為電能儲存。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泰勒渦旋式光催化水處理試驗裝置，其特征在于：所述內(nèi)筒采用透明材料制成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的泰勒渦旋式光催化水處理試驗裝置，其特征在于：所述內(nèi)筒在電機驅(qū)動下相對于外筒旋轉(zhuǎn)使光催化反應(yīng)通道內(nèi)的水發(fā)生泰勒渦旋。

6.一種采用權(quán)利要求1-5任一所述的泰勒渦旋式光催化水處理試驗裝置的試驗方法，其特征在于：包括試驗步驟：

a.取樣，提取水初始樣本測量水體透明度L、溶解氧Q、氧化還原電位值Eh、氨氮含量A、化學(xué)需氧量COD、生化需氧量BOD5，并記錄初始數(shù)據(jù)；

b.制備催化劑：將鈦的氯化物或醇鹽先水解生成氫氧化鈦(或羥基氧鈦)，再經(jīng)煅燒得到TiO2，以四氯化鈦為原料，其反應(yīng)為：

TiCl₄+4H₂O→Ti(OH)₄+4HCl，

Ti(OH)₄→TiO₂+2H₂O，

或以醇鹽為原料，其反應(yīng)為

Ti(OR)₄+4H₂O→Ti(OH)₄+4ROH，

Ti(OH)₄→TiO₂+2H₂O；制備得到的TiO2即為催化劑；

c.確定定量進行變量試驗研究：

c1.將內(nèi)筒轉(zhuǎn)速設(shè)為變量，確保其余光催化反應(yīng)條件不變，根據(jù)不同內(nèi)筒轉(zhuǎn)速試驗批次依次記錄光催化反應(yīng)之后的水體透明度L₁、L₂、L₃…，溶解氧Q₁、Q₂、Q₃…，氧化還原電位值Eh₁、Eh₂、Eh₃…，水體氨氮含量A₁、A₂、A₃…，化學(xué)需氧量COD₁、COD₂、COD₃…，生化需氧量BOD5₁、BOD5₂、BOD5₃…，記錄數(shù)據(jù)并對比分析，找出能使光催化反應(yīng)效率最高的內(nèi)筒轉(zhuǎn)速；

c2.將內(nèi)筒置于外筒內(nèi)的長度設(shè)為變量，確保其余光催化反應(yīng)條件不變，根據(jù)內(nèi)筒的不同內(nèi)置長度試驗批次依次記錄光催化反應(yīng)之后的水體透明度L₁、L₂、L₃…，溶解氧Q₁、Q₂、Q₃…，氧化還原電位值Eh₁、Eh₂、Eh₃…，水體氨氮含量A₁、A₂、A₃…，化學(xué)需氧量COD₁、COD₂、COD₃…，生化需氧量BOD5₁、BOD5₂、BOD5₃…，記錄數(shù)據(jù)并對比分析，找到內(nèi)筒最佳內(nèi)置長度，為后續(xù)試驗提供數(shù)據(jù)支持；

c3.將內(nèi)筒直徑設(shè)為變量，確保其余光催化反應(yīng)條件不變，根據(jù)內(nèi)筒的不同直徑試驗批次依次記錄光催化反應(yīng)之后的水體透明度L₁、L₂、L₃…，溶解氧Q₁、Q₂、Q₃…，氧化還原電位值Eh₁、Eh₂、Eh₃…，水體氨氮含量A₁、A₂、A₃…，化學(xué)需氧量COD₁、COD₂、COD₃…，生化需氧量BOD5₁、BOD5₂、BOD5₃…，記錄數(shù)據(jù)并對比分析，找到內(nèi)筒最佳直徑，為后續(xù)試驗提供數(shù)據(jù)支持；

c4.將待凈化水在光催化反應(yīng)通道內(nèi)停留時間設(shè)為變數(shù)，確保其余光催化反應(yīng)條件不變，根據(jù)待凈化水在光催化反應(yīng)通道內(nèi)停留時間不同的試驗批次依次記錄光催化反應(yīng)之后的水體透明度L₁、L₂、L₃…，溶解氧Q₁、Q₂、Q₃…，氧化還原電位值Eh₁、Eh₂、Eh₃…，水體氨氮含量A₁、A₂、A₃…，化學(xué)需氧量COD₁、COD₂、COD₃…，生化需氧量BOD5₁、BOD5₂、BOD5₃…，記錄數(shù)據(jù)并對比分析，找到凈化水在光催化反應(yīng)通道內(nèi)的最佳停留時間，為后續(xù)試驗提供數(shù)據(jù)支持。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的泰勒渦旋式光催化水處理試驗裝置的試驗方法，其特征在于：步驟c中的水體透明度L、溶解氧Q、氧化還原電位值Eh、水體氨氮含量A、化學(xué)需氧量COD及生化需氧量BOD5均由出水口引出的水體經(jīng)過濾掉水體中的催化劑之后測量所得。