專利名稱：一種光催化臭氧化水處理裝置的制作方法
一種光催化臭氧化水處理裝置技術領域
本發(fā)明屬于水處理技術領域，尤其涉及一種光催化臭氧化水處理裝置。
背景技術：
近年來，由于工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水大量排放，湖泊、水庫等水體有機物含量增高，水污染嚴重。自2007年7月I日起，新《生活飲用水衛(wèi)生標準》開始實施，該標準加強了對水質有機物、微生物和水質消毒等方面的要求，飲用水水質指標由原標準的35項增至106項。新標準明確規(guī)定，生活飲用水必須保證流行病學安全；水中所含化學物質和放射性物質不得對人體健康產(chǎn)生危害，不得產(chǎn)生急性或慢性中毒及潛在的遠期危害(致癌、致畸、致突變)；生活飲用水必須確保感官性狀良好，能被飲用者接受。
臭氧作為一種強氧化劑，對腐植酸的處理有一定作用。光催化臭氧化技術可以產(chǎn)生具有極強的氧化能力的活性羥基自由基(.0Η)，是一種高效的污染物去除方法，對多種污染物都有很好的去除效果。光催化劑中，以TiO2最為常見。TiO2光催化法具有如下優(yōu)點:常溫常壓下即可催化降解有機物；對污染物選擇性低，分解徹底，不產(chǎn)生二次污染；可去除低濃度有機污染物；顆粒比表面積大，吸附點位多，對污染物去除率高。此外，打02本身不具毒性，價格低廉，具有較強的抗腐蝕能力，廣泛應用于水處理領域。納米管TiO2的比表面積較TiO2粉末大，可提供更多的污染物吸附點位，并為電子-空穴對分離提供更大的面積。然而，TiO2的禁帶寬度較寬，光反應中電子與空穴較易復合，從而抑制了 TiO2的光催化性能。向納米管TiO2中摻雜金屬離子，則能夠有效改變TiO2納米管的光催化效率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種光催化臭氧化水處理裝置，從而提高對水中有機物的處理效果:
一種光催化臭氧化水處理裝置，包括制氧機(I)、臭氧發(fā)生器(2)和臭氧接觸柱[5]，其特征在于，制氧機與臭氧發(fā)生器相連，臭氧發(fā)生器的出氣口和臭氧接觸柱底部的進氣口(3)連接，所述臭氧接觸柱呈圓柱狀，紫外燈(4)位于臭氧接觸柱中央，臭氧接觸柱底部設置有微孔曝氣板，微孔曝氣板上方設有進水口，臭氧接觸柱上還設有取樣口，臭氧接觸柱外壁與紫外燈的之間填充有Fe摻雜TiO2納米管光催化劑。
進一步地,所述Fe摻雜TiO2納米管光催化劑制備步驟如下:
將1.0g P-25T i02 粉末及 0.0505g Fe (NO3) 3.9H20 加入到 NaOH 溶液中，磁力攪拌0.5h，移入聚四氟乙烯燒杯中，105 °C反應24h，取出冷卻至室溫，蒸餾水洗滌至中性，用0.lmol/L鹽酸浸泡0.5h，再次洗滌至中性，60°C烘干，在馬弗爐內(nèi)以500°C _550°C煅燒2h，研磨得到Fe摻雜TiO2納米管光催化劑。
進一步地，所述Fe摻雜TiO2納米管光催化劑中Fe摻雜量為1%。
進一步地，所述P-25Ti02粉末比表面積為50m2/g，平均粒徑21nm，銳鈦礦和金紅石礦分別占總質量的80%和20%。
進一步地，所述馬弗爐內(nèi)以500°C或550°C進行煅燒。
進一步地，所述Fe摻雜TiO2納米管光催化劑的比表面積為141m2/g_118m2/g。
本發(fā)明的優(yōu)點在于:
I)催化劑本身不具毒性，價格低廉，具有較強的抗腐蝕能力，對污染物催化效率聞。
2)該裝置結構緊湊，方便取樣，微孔曝氣并結合自行研發(fā)的新型Fe摻雜TiO2納米管光催化劑常溫常壓下即可高效降解有機物；對污染物選擇性低，分解徹底，不產(chǎn)生二次污染，具有較高的應用價值。


圖1是光催化臭氧化裝置示意圖。
1.制氧機，2.臭氧發(fā)生器，3.進氣口，4.紫外燈，5.臭氧接觸柱，6.取樣口。
具體實施方法
下面結合具體實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步說明。
實施例1:
如圖1所示，一種光催化臭氧化水處理裝置，包括制氧機(I)、臭氧發(fā)生器(2)和臭氧接觸柱(5)，制氧機與臭氧發(fā)生器相連，臭氧發(fā)生器的出氣口和臭氧接觸柱底部的進氣口(3)連接，所述臭氧接觸柱呈圓柱狀，紫外燈(4)位于臭氧接觸柱中央，臭氧接觸柱底部設置有微孔曝氣板，微孔曝氣板上方設有進水口，臭氧接觸柱上還設有取樣口，臭氧接觸柱外壁與紫外燈的之間填充有Fe摻雜TiO2納米管光催化劑。將1.0g P-25Ti02粉末及0.0505gFe (NO3) 3.9H20加入到NaOH溶液中，磁力攪拌0.5h，移入聚四氟乙烯燒杯中，105 °C反應24h，取出冷卻至室溫，蒸餾水洗滌至中性，用0.lmol/L鹽酸浸泡0.5h，再次洗滌至中性，60°C烘干，在馬弗爐內(nèi)以500°C _550°C煅燒2h，研磨得到上述Fe摻雜TiO2納米管光催化劑。Fe摻雜TiO2納米管光催化劑中Fe摻雜量為1%，所述P_25Ti02粉末比表面積為50m2/g，平均粒徑21nm，銳鈦礦和金紅石礦分別占總質量的80%和20%。Fe摻雜TiO2納米管光催化劑的比表面積為 141m2/g-118m2/g。
臭氧接觸柱直徑60_，長750_，紫外燈管功率37W，直徑15_，長793_，光照強度110μ W/cm2。
使用時，制氧機制得純氧，經(jīng)臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧后通過4-7 μ m微孔曝氣板曝氣，曝氣30min后將含有機 污染物的原水導入臭氧接觸柱，即可，有機物去除率可達71.50%-79.50%ο
綜上所述，本發(fā)明對上述光催化臭氧化水處理裝置進行了說明，但是本發(fā)明不限于此，本領域技術人員應當知道，在不脫離本發(fā)明的權利要求書所記載的保護范圍的情況下可進行任意變更和修改。
權利要求
1.一種光催化臭氧化水處理裝置，包括制氧機(I)、臭氧發(fā)生器(2)和臭氧接觸柱(5)，其特征在于，制氧機與臭氧發(fā)生器相連，臭氧發(fā)生器的出氣口和臭氧接觸柱底部的進氣口(3)連接，所述臭氧接觸柱呈圓柱狀，紫外燈(4)位于臭氧接觸柱中央，臭氧接觸柱底部設置有微孔曝氣板，微孔曝氣板上方設有進水口，臭氧接觸柱上還設有取樣口，臭氧接觸柱外壁與紫外燈的之間填充有Fe摻雜TiO2納米管光催化劑。
2.如權利要求1所述的光催化臭氧化水處理裝置，其特征在于，所述Fe摻雜TiO2納米管光催化劑制備步驟如下: 將1.0g P-25Ti02粉末及0.0505g Fe (NO3) 3.9Η20加入到NaOH溶液中，磁力攪拌0.5h，移入聚四氟乙烯燒杯中，105°C反應24h，取出冷卻至室溫，蒸餾水洗滌至中性，用0.lmol/L鹽酸浸泡0.5h，再次洗滌至中性，60°C烘干，在馬弗爐內(nèi)以500°C _550°C煅燒2h，研磨得到Fe摻雜TiO2納米管光催化劑。
3.如權利要求2所述的TiO2納米管光催化劑的制備方法，其特征在于，所述Fe摻雜TiO2納米管光催化劑中Fe摻雜量為1%。
4.如權利要求2所述的TiO2納米管光催化劑的制備方法，其特征在于，所述P_25Ti02粉末比表面積為50m2/g，平均粒徑21nm，銳鈦礦和金紅石礦分別占總質量的80%和20%。
5.如權利要求2所述的TiO2納米管光催化劑的制備方法，其特征在于，所述馬弗爐內(nèi)以500°C或550°C進行煅燒。
6.如權利要求2所述的TiO2納米管光催化劑的制備方法，其特征在于，所述Fe摻雜TiO2納米管光催 化劑的比表面積為141m2/g-118m2/g。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光催化臭氧化水處理裝置，包括制氧機(1)、臭氧發(fā)生器(2)和臭氧接觸柱(5)，制氧機與臭氧發(fā)生器相連，臭氧發(fā)生器的出氣口和臭氧接觸柱底部的進氣口(3)連接，所述臭氧接觸柱呈圓柱狀，紫外燈(4)位于臭氧接觸柱中央，臭氧接觸柱底部設置有微孔曝氣板，微孔曝氣板上方設有進水口，臭氧接觸柱上還設有取樣口，臭氧接觸柱外壁與紫外燈的之間填充有Fe摻雜TiO2納米管光催化劑。本發(fā)明的優(yōu)點是該裝置結構緊湊，方便取樣，微孔曝氣并結合自行研發(fā)的新型Fe摻雜TiO2納米管光催化劑常溫常壓下即可高效降解有機物；對污染物選擇性低，分解徹底，不產(chǎn)生二次污染，具有較高的應用價值。
文檔編號C02F1/32GK103145230SQ20131011018
公開日2013年6月12日 申請日期2013年4月1日 優(yōu)先權日2013年4月1日
發(fā)明者周北海, 袁蓉芳, 施春紅, 花朵 申請人:北京科技大學