本发明专利技术公开了一种基于三维氧化锌的废水处理装置及其使用方法，包括废水处理管道、进水口、流速控制装置、含三维氧化锌的过滤网、紫外灯、出水口、废水池、废水池出口阀门、泵机和废水池回流阀门，废水经过含三维氧化锌的过滤网，通过紫外灯照射下氧化锌的光催化反应，降解废水中的有机污染物，当废水所含有机污染物的浓度高于排放标准值时，关闭出口阀门，打开回流阀门，启动泵机，将废水重新送回进水口，调整流速，重复进行光催化反应，再次降解，实现废水处理网的多次循环使用，达到高效废水处理的效果。
A wastewater treatment device based on three-dimensional zinc oxide and its application method
【技术实现步骤摘要】
一种基于三维氧化锌的废水处理装置及其使用方法
本专利技术属于环境保护中废水处理
，具体涉及一种基于三维氧化锌的废水处理装置及其使用方法。
技术介绍
废水处理是环境保护项目中亟待解决的一大难题，传统的水处理方法不仅效率低、成本高，还可能存在二次污染等问题，但是纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。在现有的纳米技术研究中，光化学及光催化氧化法是目前研究较多的一项高级氧化技术。所谓光催化反应，就是在光的作用下进行的化学反应；光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子激发态，然后会发生化学反应生成新的物质，或者变成引发热反应的中间化学产物。光化学反应的活化能来源于光子的能力，在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。研究表明，目前有多重半导体纳米材料具有处理多种有毒化合物的能力，可以将水中的烃类、卤代烃、酸、等多类有机污染物降解为二氧化碳和水等无害物质。但由于纳米颗粒分离困难，没有能够很好地与之配合使用的污水处理设装置，所以到目前为止，在废水处理方面，纳米光催化材料技术仍未得到广泛应用。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有问题，提供了一种基于三维氧化锌的废水处理装置及其使用方法，包括废水处理管道、进水口、流速控制装置、含三维氧化锌的过滤网、紫外灯、出水口、废水池、废水池出口阀门、泵机和废水池回流阀门，废水经过含三维氧化锌的过滤网，通过紫外灯照射下氧化锌的光催化反应，降解废水中的有机污染物，当废水所含有机污染物的浓度高于排放标准值时，关闭出口阀门，打开回流阀门，启动泵机，将废水重新送回进水口，调整流速，重复进行光催化反应，再次降解，实现废水处理网的多次循环使用，达到高效废水处理的效果。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种含三维氧化锌过滤网的制备方法，包括以下步骤：S1，清洗：选择柔性金属材料为基底，将基底材料依次放入丙酮、乙醇、去离子水中进行超声清洗；S2，将经过步骤S1清洗后的基底材料置于烘箱干燥，冷却待用；S3，通过磁控溅射法，将氧化锌靶材打到已冷却的基底材料上在氮气氧气比为1：10至2:15之间的气氛内，气氛压强1.8Pa至2.5Pa之间，使得所述基底材料上生长氧化锌种子层；S4，通过水热法，在步骤S3形成的种子层基础上生长氧化锌纳米棒，得到三维氧化锌结构，所述水热法中溶液采用六次甲基四胺和醋酸锌，其中六次甲基四胺和醋酸锌的摩尔比值在1：3至3：1之间；S5，将三维氧化锌结构编织成网，形成含三维氧化锌的过滤网。作为本专利技术的一种改进，所述步骤S1中的柔性金属材料为镍或铜或银材料。为了实现上述目的，本专利技术还采用的技术方案是：一种基于三维氧化锌的废水处理装置，包括：废水处理管道；进水口，所述进水口位于废水处理管道的一端；流速控制装置，所述流速控制装置位于所述进水口的外侧；含三维氧化锌的过滤网，所述含三维氧化锌的过滤网竖向垂直固定于废水处理管道内中部；紫外灯，所述紫外灯与废水处理管道的顶部相连接；出水口，所述出水口位于废水处理管道的另一端；废水池，所述废水池一端与废水处理管道相连接，另一端通过管道与出水口相连接；废水池出口阀门，所述出口阀门位于废水池壁的一侧；泵机，所述泵机位于废水池的底部；废水池回流阀门，所述回流阀门位于废水池壁的另一侧。作为本专利技术的一种改进，所述紫外灯个数为偶数，平均位于含三维氧化锌的过滤网两侧。作为本专利技术的另一种改进，所述紫外灯使用波长为285nm至365nm的紫外光，以0.3mWcm-2以上的功率，均匀照射含三维氧化锌的过滤网。作为本专利技术的另一种改进，所述废水处理管道、废水池、出口阀门、回流阀门均采用不锈钢材料。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于三维氧化锌的废水处理装置的使用方法，包括以下步骤：S1，打开紫外灯，让紫外灯均匀照射在含三维氧化锌的过滤网上；S2，检测进水口处待处理废水中所含有机污染物的浓度；S3，根据测得的废水中含有机污染物的浓度，通过流速控制装置来设置进水口处废水的流速大小；S4，引入废水，将废水从进水口流入废水处理管道中，废水经过含三维氧化锌的过滤网，通过紫外灯照射下氧化锌的光催化反应，降解废水中的有机污染物；S5，经过降解后的废水从出水口流出废水处理管道，在出水口检测已处理废水中所含有机污染物的浓度，当浓度低于达到排放标准值时，关闭回流阀门，打开出口阀门，已处理废水从出口阀门排出，流入废水池，转入步骤S7；否则继续步骤S6；S6，关闭出口阀门，打开回流阀门，启动泵机，泵机将含有机污染物浓度高于排放标准值的废水送回进水口，根据步骤S2中所测得的废水中有机污染物浓度，通过流速控制装置相应减小进水口处废水流速，重复步骤S4和步骤S5：S7:关闭紫外灯，废水处理结束。与现有技术相比，本专利技术公开了一种基于三维氧化锌的过滤网结构，拓宽了氧化锌的应用范围，提高了氧化锌的光催化性能，通过磁控溅射法生长氧化锌种子层，通过水热法基于氧化锌种子层生长氧化锌纳米棒，形成三维立体氧化锌结构，可达到固定纳米氧化锌、增大光催化反应面积、提高光催化效率的效果，同时，因选用了磁控溅射的方式来生长种子层，所得到的氧化锌纳米棒具有长度均一、粗细一致、生长规整而密集等优势；本专利技术中将三维氧化锌编织进网状结构，区别于传统的无基底氧化锌纳米颗粒，无需对氧化锌进行回收，避免了回收成本高这一问题，且不会造成二次污染。本专利技术还公开了一种基于三维氧化锌的废水处理装置及其使用方法，将三维氧化锌的编制网结构应用于污水处理，区别于传统的基于硬质基底或无基底的制备方法，通过含三维氧化锌的过滤网，通过紫外灯照射下氧化锌的光催化反应，降解废水中的有机污染物，较之其他多种对含有机污染物的废水处理的物理或化学方法，本方法基于三维氧化锌的光催化降解有机污染物的方法，得益于氧化锌优异的光化学性能，加快了有机物降解的速率，在紫外灯照射条件下，纳米氧化锌光催化降解废水中的有机污染物，不会导致污染物堵塞滤网等情况，因而在此种条件下，该废水处理装置的滤网可重复多次使用。当废水所含有机污染物的浓度高于排放标准值时，关闭出口阀门，打开回流阀门，启动泵机，将废水重新送回进水口，调整流速，重复进行光催化反应，再次降解，实现循环废水处理，既保证了从出口阀门流出的已处理废水中所含有机污染物浓度达到废水排放标准，也能达到高效废水处理的效果。同时，该废水处理装置体积小，结构紧凑，成本低、组装简单方便，不仅能够大大提高废水处理效率，也节能环保，经济高效，在此基础上可以进行多种组装，以达到更好的废水处理效果，实用性较强，可在多种场合下满足不同需求。附图说明图1a为本专利技术中所述的含氧化锌的过滤网结构的扫描电镜图（SEM）；图1b为图1a的放大图；图2为本专利技术一种基于三维氧化锌的废水处理装置的结构示意图；图中：1-进水口；2-废水处理管道；3-流速控制装置；4-紫外灯；5-含氧化锌的过滤网；6-紫外灯；7-出水口；8-废水池；9-出口阀门；10-泵机；11-回流阀门。具体实施方式以下将结合附图和实施例，对本专利技术进行较为详细的说明。实施例1一种含三维氧化锌过滤网的制备方法，包括以下步骤：S1，清洗：选择镍或铜或银材料为基底，将基底材料依次放入丙酮、乙醇、去离子水中进行超声清洗；S2，将经过步骤S1清本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含三维氧化锌过滤网的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，清洗：选择柔性金属材料为基底，将基底材料依次放入丙酮、乙醇、去离子水中进行超声清洗；S2，将经过步骤S1清洗后的基底材料置于烘箱干燥，冷却待用；S3，通过磁控溅射法，在氮气氧气比为1：10至2:15之间的气氛内，气氛压强1.8 Pa至2.5Pa之间，将氧化锌靶材打到已冷却的基地材料上，使得所述基底材料上生长氧化锌种子层；S4，通过水热法，在步骤S3形成的种子层基础上生长氧化锌纳米棒，得到三维氧化锌结构，所述水热法中溶液采用六次甲基四胺和醋酸锌，其中六次甲基四胺和醋酸锌的摩尔比值在1：3至3：1之间；S5，将三维氧化锌结构编织成网，形成含三维氧化锌的过滤网。
【技术特征摘要】
1.一种含三维氧化锌过滤网的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，清洗：选择柔性金属材料为基底，将基底材料依次放入丙酮、乙醇、去离子水中进行超声清洗；S2，将经过步骤S1清洗后的基底材料置于烘箱干燥，冷却待用；S3，通过磁控溅射法，在氮气氧气比为1：10至2:15之间的气氛内，气氛压强1.8Pa至2.5Pa之间，将氧化锌靶材打到已冷却的基地材料上，使得所述基底材料上生长氧化锌种子层；S4，通过水热法，在步骤S3形成的种子层基础上生长氧化锌纳米棒，得到三维氧化锌结构，所述水热法中溶液采用六次甲基四胺和醋酸锌，其中六次甲基四胺和醋酸锌的摩尔比值在1：3至3：1之间；S5，将三维氧化锌结构编织成网，形成含三维氧化锌的过滤网。2.如权利要求1所述的一种含三维氧化锌过滤网的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的柔性金属材料为镍或铜或银材料。3.一种基于三维氧化锌的废水处理装置，其特征在于包括：废水处理管道；进水口，所述进水口位于废水处理管道的一端；流速控制装置，所述流速控制装置位于所述进水口的外侧；含三维氧化锌的过滤网，所述含三维氧化锌的过滤网竖向垂直固定于废水处理管道内中部；紫外灯，所述紫外灯与废水处理管道的顶部相连接；出水口，所述出水口位于废水处理管道的另一端；废水池，所述废水池一端与废水处理管道相连接，另一端通过管道与出水口相连接；废水池出口阀门，所述出口阀门位于废水池壁的一侧；泵机，所述泵机位于废水池的底部；废水池回流阀门，所述回流阀门位于废水池壁的另一侧。4.如权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员：石增良，丁冠群，蒲素兰，吴玉萍，叶海蓉，杜舒婷，徐春祥，刘威，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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