基于流控微泡-光催化耦合进行水处理的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于流控微泡‑光催化耦合进行水处理的装置及水处理方法，其中，所述装置包括通过引流管(9)连接的供气源(1)、流控组件(5)和污水处理池(6)，其中，在所述污水处理池(6)内设置有光催化膜(7)，所述光催化膜为改性纳米二氧化钛膜。在本发明专利技术中，利用流控微泡曝气增加水中溶解氧含量、强化气液传质效能、进而促进光催化速率，与此同时光催化体系产生光生电子、可以同步促进微泡溃灭过程中羟自由基的产生，并可应用于水处理。

Device and Method of Water Treatment Based on Fluidic Microbubble-Photocatalytic Coupling

The invention discloses a device for water treatment and a water treatment method based on the coupling of flow control microbubbles and photocatalysis. The device comprises a gas supply source (1), a flow control component (5) and a sewage treatment pond (6) connected by a drain pipe (9), wherein a photocatalytic film (7) is arranged in the sewage treatment pond (6), and the photocatalytic film is a modified nanometer titanium dioxide film. In the present invention, the use of flow-controlled microbubble aeration can increase dissolved oxygen content in water, enhance gas-liquid mass transfer efficiency, and then promote photocatalytic rate. At the same time, the photocatalytic system can generate photoelectrons, synchronously promote the generation of hydroxyl radicals in the process of microbubble collapse, and can be applied to water treatment.

【技术实现步骤摘要】
基于流控微泡-光催化耦合进行水处理的装置及方法
本专利技术涉及水处理领域，尤其涉及利用微泡技术进行水处理，具体地，涉及基于流控微泡-光催化耦合进行水处理的装置及方法。
技术介绍
水资源再生处理及其循环利用是解决当前供水危机、遏制水环境恶化的重要途径，水处理技术研发是当前这一领域的关键。地表水体、地下水、污水、污水处理厂二级出水、再生水等各类水体中均残余大量难生物降解的溶解性有机物，传统物化方法或因需要添加持留性的化学品易引起二次污染、或因工艺复杂成本高昂受到各种限制。光催化技术以产生氧化活性物种为基本原理，具有污染降解效率高、无二次污染、使用寿命长等特点而备受关注。然而，尽管传统光催化剂如TiO2等催化性能已经得到许多研究的认可，但是仍存在两方面的不足：(1)在对太阳光利用方面，TiO2的禁带宽度较宽(3.2eV)，仅能在紫外光区间有光吸收，而紫外光区仅占太阳光的4％，大大限制了其对太阳光的实际应用；(2)由于光生电子-空穴对极易复合，导致光催化反应效率降低。此外，就应用而言，如何将微纳米颗粒态的光催化材料转变为体型材料、并与传统的曝气等处理工艺相耦合也是亟待突破的关键。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种基于流控微泡‑光催化耦合进行水处理的装置，其特征在于，所述装置包括通过引流管(9)连接的供气源(1)、流控组件(5)和污水处理池(6)，其中，在所述污水处理池(6)内设置有光催化膜(7)，所述光催化膜为改性纳米二氧化钛膜；其中，所述供气源用于提供气流供给，所述流控组件用于对气流进行波动控制，所述气流为包括氧气和/或空气的气流。

【技术特征摘要】
1.一种基于流控微泡-光催化耦合进行水处理的装置，其特征在于，所述装置包括通过引流管(9)连接的供气源(1)、流控组件(5)和污水处理池(6)，其中，在所述污水处理池(6)内设置有光催化膜(7)，所述光催化膜为改性纳米二氧化钛膜；其中，所述供气源用于提供气流供给，所述流控组件用于对气流进行波动控制，所述气流为包括氧气和/或空气的气流。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述供气源(1)与流控组件(5)之间还依次设置有控制阀(2)、调压过滤组件(3)和流量计(4)；和/或在在所述污水处理池(6)的底部、与流控组件(5)连通处设置有散气元件(8)。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述改性纳米二氧化钛为氮掺杂改性二氧化钛，例如负载在Ni基或Al基多孔泡沫膜上的改性纳米二氧化钛膜。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述改性纳米二氧化钛膜如下制备：步骤a、利用将钛源、水、醇类溶剂和任选的酸性介质，混合，搅拌进行反应；步骤b、加入氮源，搅拌，形成凝胶前驱体；步骤c、对步骤b制得的凝胶前驱体涂抹于Ni基或Al基多孔泡沫膜上，然后进行后处理，得到所述负载在Ni基或Al基多孔泡沫膜上的纳米二氧化钛。5.根据权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于，所述流控组件(5)具有中空内腔，用于气流流动；沿气流流动方向，所述中空内腔依次包括进气段(51)、稳流段(52)、增速引入段(53)、初...

【专利技术属性】
技术研发人员：范伟，霍明昕，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22