[發(fā)明專利]一種吸附和原位光再生協(xié)同處理低濃度有機(jī)廢水的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110938294.2
• 申請(qǐng)日: 2021-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN113666450B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈意;朱超;宋爽;王軍良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué);浙江工業(yè)大學(xué)紹興研究院
• 主分類號(hào): C02F1/28
• 分類號(hào): C02F1/28;C02F1/30;H02J7/35;B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01J20/34;C02F101/30
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

1.一種吸附和原位光再生協(xié)同處理低濃度有機(jī)廢水的方法，其特征在于處理廢水的裝置包括循環(huán)水池（1）、電機(jī)（3）、太陽(yáng)能板（2）以及可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于循環(huán)水池（1）內(nèi)的水車轉(zhuǎn)鼓（9），太陽(yáng)能板（2）用于給電機(jī)（3）供電，電機(jī)（3）用于驅(qū)動(dòng)水車轉(zhuǎn)鼓（9）旋轉(zhuǎn)；所述水車轉(zhuǎn)鼓（9）的側(cè)壁外表面附著有作為吸附-光催化基底的“污染物餌”，所述“污染物餌”包括光催化劑，光催化劑為共價(jià)三嗪骨架CTFs負(fù)載在二維碳納米片上構(gòu)筑的復(fù)合材料；

在低濃度有機(jī)廢水的處理過程中，循環(huán)水池（1）內(nèi)通入廢水，廢水將水車轉(zhuǎn)鼓（9）底部浸沒；在太陽(yáng)光輻照下太陽(yáng)能板（2）給電機(jī)（3）供電，并帶動(dòng)水車轉(zhuǎn)鼓（9）旋轉(zhuǎn)，水車轉(zhuǎn)鼓（9）上浸沒在廢水中的“污染物餌”吸附廢水中的有機(jī)物，并隨著水車轉(zhuǎn)鼓（9）的旋轉(zhuǎn)，吸附有機(jī)物的“污染物餌”轉(zhuǎn)到水面以上并暴露在陽(yáng)光下，“污染物餌”上吸附的有機(jī)物在光催化下發(fā)生礦化降解，并實(shí)現(xiàn)“污染物餌”吸附位點(diǎn)的再生；

所述低濃度有機(jī)廢水的COD值在50-100?mg/L，有機(jī)廢水COD值的降解率在80-92%；所述水車轉(zhuǎn)鼓（9）的旋轉(zhuǎn)速率為20~40rpm；

所述光催化劑的制備方法，包括以下步驟：

S1：將對(duì)苯二腈和吡啶二腈加入石英管中，將石英管中放入至0℃冰水浴中，氮?dú)夥諊Ｗo(hù)下，將三氟甲磺酸逐滴緩慢加入石英管中，并保持?jǐn)嚢瑁瑪嚢璩掷m(xù)1~2?h，得到均一粘稠的溶液；

S2：然后將石英管轉(zhuǎn)移至電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，90~110℃溫度下保持15~30min，得到透明固狀物質(zhì)；將得到的固體用研缽磨細(xì)后，依次用乙醇和水各洗滌數(shù)次后，干燥，即得共價(jià)三嗪骨架CTFs；

S3：將二維碳納米片分散于水中，然后加入步驟S2制得的CTFs，超聲混合，使CTFs在二維碳納米片層上充分分散；

S4：將步驟S3中得到的?CTFs?負(fù)載的二維碳納米片層混合液在冰模板中冷凍固化1~3h，再冷凍干燥20~25?h，即制備完成；

步驟S1中，對(duì)苯二腈和吡啶二腈的摩爾比是1:0.5~2；

步驟S3中，二維碳納米片與CTFs的質(zhì)量之比是1:0.5~1.2，所述二維碳納米片是以片層狀的COFs材料為原料，在700-900℃的溫度下煅燒碳化2~5?h而成；步驟S4中，冷凍固化的溫度是-70℃，冷凍干燥是在抽真空下進(jìn)行，冷凍干燥的溫度-45℃，真空度＜2.0?Pa；

所述水車轉(zhuǎn)鼓（9）包括左端蓋和右端蓋，左端蓋與右端蓋之間沿周向均勻設(shè)置若干支撐桿，在所有支撐桿的外側(cè)纏繞一圈膜布，膜布作為水車轉(zhuǎn)鼓（9）的筒壁；膜布的外表面均勻附著一層所述“污染物餌”；

所述附著一層“污染物餌”的膜布的制備方法如下：

M1：將所述光催化劑加入到含有150~250?mg/L聚乙烯醇和4~6?mg/L聚氨酯的水溶液中，攪拌1~3?h獲得粘稠狀的“污染物餌”；

M2：通過涂布法均勻的將步驟M1中粘稠狀的“污染物餌”涂布在膜布的一側(cè)外表面上，形成1-2?mm厚的“污染物餌”層，在干燥通風(fēng)處放置1-2天風(fēng)干，即制備完成。

2.如權(quán)利要求1所述的一種吸附和原位光再生協(xié)同處理低濃度有機(jī)廢水的方法，其特征在于所述水車轉(zhuǎn)鼓（9）的旋轉(zhuǎn)速率為30rpm。

3.如權(quán)利要求1所述的一種吸附和原位光再生協(xié)同處理低濃度有機(jī)廢水的方法，其特征在于步驟S1中，對(duì)苯二腈和吡啶二腈的摩爾比是1:1；所述對(duì)苯二腈的物質(zhì)的量與三氟甲磺酸的體積之比是1.5~1.8:1，物質(zhì)的量單位是mmol，體積的單位是mL。

4.如權(quán)利要求1所述的一種吸附和原位光再生協(xié)同處理低濃度有機(jī)廢水的方法，其特征在于步驟S3中，二維碳納米片與CTFs的質(zhì)量之比是1:1。

5.如權(quán)利要求1所述的一種吸附和原位光再生協(xié)同處理低濃度有機(jī)廢水的方法，其特征在于所述膜布為聚酰胺網(wǎng)布，其單位面積質(zhì)量在140-160g/m²，網(wǎng)孔中心距2~4?mm。

6.如權(quán)利要求1所述的一種吸附和原位光再生協(xié)同處理低濃度有機(jī)廢水的方法，其特征在于步驟M1中，所述光催化劑與聚乙烯醇的質(zhì)量比是800~1200:1。