[发明专利]纳米转盘光催化水处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及水处理装置，尤其是适用于生化性较差的废水处理的一种纳米转盘光催化水处理装置。

背景技术

纳米材料具有优良的光生电子-空穴对特性，而空穴具有较强的氧化能力，可以将吸附于纳米材料表面的有机物氧化，也可以将表面吸附的OH^-氧化生成·OH，同时，O²也能夺取纳米材料表面的e^-生成O₂^。-，O₂^。-与H₂O和OH^-发生一系列复杂的化学反应，也能生成·OH，而·OH是氧化能力极强的自由基，几乎可以将水中的所有有机物氧化，生产二氧化碳、水和无机盐，另外，很多纳米还具有价廉、稳定和环境友好的特点，必将在水处理领域发挥重要的作用。

很多工业废水的可生化性较差，如印染废水、抗生素废水、农药废水等，而针对此类的废水处理，目前国内外多以生化法为主，辅以化学法，但普遍存在处理投资费用大、运行成本高、处理效果不佳等缺点，急需新的技术和方法对其进行处理。

纳米光催化水处理技术具有良好的应用前景，其优点是：(1)降解速度快，一般只需要几十分钟到几个小时即可取得良好的废水处理效果；(2)降解无选择性，几乎能降解任何有机物，尤其适合于氯代有机物、多环芳烃等；(3)氧化反应条件温和，投资少，能耗低，用紫外光照射或阳光下即可发生光催化氧化反应；(4)无二次污染，有机物彻底被氧化降解为CO₂和H₂O；(5)应用范围广，几乎所有的污水和废水都可以采用。

目前，纳米粉末光催化剂制备工艺已较为成熟，光催化降解效果也比较好。

然而粉末状纳米光催化剂在使用过程中存在分散与回收困难、无法重复利用和对光的散射较强、光吸收率不高等一系列问题，甚至存在纳米粉体污染的可能危险。这也是以纳米粉末光催化剂为基础的光催化技术难以大规模应用和商业化推广的主要原因。

自20 世纪90年代以来，美国、日本等国开展了纳米粉末固定化或纳米薄膜制备的研究。到目前为止，已经试验了多种薄膜制备技术的可行性，并在各种有机物的光催化降解研究中取得了一定的效果。纳米薄膜光催化剂与纳米粉末相比具有不存在分离、可重复利用的优点，但是光催化效率与纳米粉末相比都有不同程度的降低，这是因为催化剂固定后比表面积减小，导致其吸附作用及利用率降低，从而降低了纳米光催化剂的活性。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供气液相传质面积大、光照面积大、光吸收效率高、纳米材料可重复使用和光催化效率高的一种纳米转盘光催化水处理装置，可有效解决现有的废水处理费用高和效果差的问题、以及粉末纳米材料无法回收和纳米薄膜光催化效率差的问题。

其解决的技术方案是，包括水槽和转盘，水槽内的转动轴上均置有多个转盘，转盘上覆盖有纳米材料层，相邻的两个转盘之间装有紫外灯或可见灯管，转盘的四周在水槽上端装有挡板，水槽一端有废水进口，另一端有污泥出口，挡板上端有溢流堰，所说的纳米材料层厚度一般为10nm-1μm之间。

本发明结构独特、使用方便，废水处理效果好，是废水处理装置上的创新。

附图说明

图1为本发明的立体结构图。

图2为本发明拿掉顶棚的立体结构图。

图3为本发明拿掉顶棚和挡板的左视图。

图4为本发明拿掉顶棚和挡板的主视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1至图4给出，本发明包括水槽和转盘，水槽1内的转动轴2上均置有多个转盘3，转盘3上覆盖有纳米材料层，相邻的两个转盘3之间装有紫外灯或可见灯管4（根据纳米材料带隙能确定），转盘3的四周在水槽1上端装有挡板5，水槽1一端有废水进口6，另一端有污泥出口7，挡板5上端有溢流堰12，所说的纳米材料层厚度一般为10nm-1μm之间。

为了保证使用效果，所说的转盘3的厚度一般为2-6毫米,直径为30-300厘米（根据废水流量确定）,两个相邻的转盘间距约为20-30厘米，转盘3最下沿距水槽1底部距离为0.5-3厘米，转盘3转速为2-3转/分钟，其材料为具有一定强度和韧性，且耐腐蚀的材料制成，当转盘3直径大时，相邻的两个转盘间装多个紫外灯或可见灯管。