本发明专利技术公开了一种二氧化钛光催化协同液相电晕放电水处理装置，包括高压脉冲电源、脉冲放电绝缘反应器以及水循环装置，反应器包括绝缘筒体、封闭件、设置在绝缘筒体内壁的纳米管TiO2膜以及在绝缘筒体内沿其轴向设置的纳米管TiO2电晕线，纳米管TiO2膜和纳米管TiO2电晕线分别与高压脉冲电源的负极和正极连接。本发明专利技术利用脉冲放电产生的紫外光形成TiO2光催化与脉冲等离子体氧化共同有效、节能地去除水中微污染有机物。纳米管TiO2膜以及纳米管TiO2电晕线作为固定化光催化剂，不受放电的破坏，可重复利用，降低运行成本。本发明专利技术还公开了一种去除微囊藻毒素的方法，采用本发明专利技术装置，微囊藻毒素的去除率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水处理设备及方法领域，具体涉及一种。
技术介绍
饮用水源受工业废水和生活污水以及农业面源产生的大量农药化肥等残留物的影响，严重影响饮用水水质。而饮用水源地频发水体富营养化现象，导致蓝藻疯狂生长，其中微囊藻毒素(MCs)即为有害的蓝藻水华释放的一类具有强烈促癌作用的肝毒素，被微囊藻毒素污染的饮用水和水产品，给人类健康带来了巨大威胁。脉冲等离子体液相电晕放电技术，集高能电子辐射、超声氧化、光化学氧化、冲击 波空穴氧化、化学氧化等多种高级氧化技术于一体，是一种全新概念的处理难降解有机工业废水的复合型高级氧化技术。通过上述分析发现采用脉冲等离子体技术可以综合体系产生的臭氧、双氧水、羟基自由基以及紫外光等物质，协同降解微污染水中的有毒物质。但是由于活性物质和紫外光存在时间短，难以充分与液相污染物进行反应，特别像紫外光，利用率很低。纳米管TiO2膜是近年来发展的一种新型二氧化钛纳米材料，以钛板做基底，具有比表面积大、吸附性能强等特点，在光催化领域具有较广的应用前景。中国技术专利ZL 201120344479. 2公开了一种二氧化钛膜催化协同脉冲等离子体处理废水的装置，包括高压脉冲电源、高压脉冲放电绝缘筒和储水池，所述的高压脉冲放电绝缘筒顶端安装有带出气孔的盖板，所述的高压脉冲放电绝缘筒的侧壁上设有进水口和出水口，所述的进水口、出水口均与储水池相连，所述的盖板中间设有筒顶螺杆，所述的筒顶螺杆的下端连接一水平式电极，所述的水平式电极位于液面以上，所述的高压脉冲放电绝缘筒的内壁固定有生长在金属钛基质上的TiO2纳米管，所述的高压脉冲放电绝缘筒的底部设有微孔曝气器和针状电极，所述针状电极的下端与高压脉冲电源的正极连接，所述的筒顶螺杆的上端与高压脉冲电源的负极连接。高压脉冲电源通过针状电极和筒顶螺杆分别在液下放电和液上放电，在放电过程产生的OH ·、Η ·、0 ·、02、H202、03、紫外光、冲击波以及超声等能对废水进行降解，特别是火花放电能产生大量的紫外光和活性物质，放电强度极大，形成强烈的冲击波，同时高压脉冲放电绝缘筒壁上的TiO2膜能有效利用紫外光，形成光催化反应，促进废水的进一步降解。但是该技术方案以强放电为主，放电强烈，容易对针电极产生损耗。
技术实现思路
本专利技术提供了一种二氧化钛光催化协同液相电晕放电水处理装置，对脉冲放电绝缘反应器有了较大的改进，脉冲放电绝缘反应器的正极和负极分别采用纳米管TiO2膜和纳米管TiO2电晕线，同时通过电促作用增强TiO2光催化电子与空穴的分离，并且与脉冲等离子体氧化共同有效、节能地去除水中微污染有机物，特别适合去除水中微囊藻毒素。一种ニ氧化钛光催化协同液相电晕放电水处理装置，包括高压脉冲电源、与所述高压脉冲电源连接的脉冲放电绝缘反应器以及与所述脉冲放电绝缘反应器连接的水循环装置，所述脉冲放电绝缘反应器包括绝缘筒体、设置在所述绝缘筒体两端的封闭件、设置在所述绝缘筒体内壁的纳米管TiO2膜以及在所述绝缘筒体内沿其轴向设置的纳米管TiO2电晕线，所述纳米管TiO2膜与所述高压脉冲电源的负极连接，所述纳米管TiO2电晕线与所述高压脉冲电源的正极连接。本专利技术ニ氧化钛光催化协同液相电晕放电水处理装置，利用脉冲放电产生的紫外光形成TiO2光催化与脉冲等离子体氧化共同促进难降解有机污染物的有效去除和矿化。将纳米管TiO2膜固定在脉冲放电绝缘反应器内壁以及沿轴向设置在绝缘筒体内的纳米管TiO2电晕线，利用脉冲放电产生的紫外光形成TiO2光催化体系，同时脉冲放电促进光催化电子与空穴分离，又与放电产生的臭氧 、双氧水、超声等作用结合，提高光催化氧化效率，促进自由基等强氧化剂广生。所述高压脉冲电源可选用本领域技术人员所知晓的高压脉冲电源，作为优选，所述高压脉冲电源的电压为IOkv 50kV，脉冲频率为50Hz 200Hz。作为优选，设置在所述绝缘筒体两端的封闭件为可拆卸封闭件，从而方便脉冲放电绝缘反应器打开，方便操作和维修，使得脉冲放电绝缘反应器的使用十分方便。进ー步优选，所述可拆卸封闭件包括法兰以及设置在所述法兰的孔眼中的绝缘件，所述纳米管TiO2电晕线穿过所述绝缘件。这种具体的可拆卸封闭件结构简単，并且能够保证脉冲放电绝缘反应器具有较好的封闭性，防止漏水的发生，纳米管TiO2电晕线穿过绝缘管可以防止漏电，从而在脉冲放电绝缘反应器中能够利用脉冲放电产生的紫外光形成TiO2光催化与脉冲等离子体氧化共同有效并且节能地去除水中微污染有机物。作为优选，所述纳米管TiO2膜包括纳米管TiO2膜钛(Ti)板基质以及生长在所述钛板上的TiO2纳米管,所述钛板的厚度为0. 3 Imm,生长在所述钛板上的TiO2纳米管管径为50 lOOnm、长度为I 20 y m。TiO2纳米管呈棒状生长在钛板(即纳米管TiO2膜钛板基质)上，其长度方向基本与纳米管TiO2膜钛板基质垂直。一方面纳米管TiO2膜作为脉冲放电绝缘反应器的正电极，另一方面，上述具体结构的纳米管TiO2膜可以使脉冲放电产生的紫外光形成催化效果更好的TiO2光催化体系。所述纳米管TiO2膜可采用现有技术制备，如采用电化学阳极氧化法制备(文献L.Lei, Y.Su, M.Zhou, X.Zhang, X. Chen, Fabrication ofmult1-non-metal-dopedTiO2 nanotubes by anodization in mixed acid electrolyte, Mater.Res.Bull. 42 (2007) 2230-2236.)，即在钛板(即纳米管TiO2膜钛板基质)上采用电化学阳极氧化法制备TiO2纳米管，从而制备纳米管TiO2膜，具体包括以下步骤采用20V的稳压直流电源，阳极为钛板，阴极为镍板，电极距离为2cm，电解液采用一定配比的草酸加NH4F电解液，制备2h后清洗晾干，在空气气氛400° C煅烧2h后取出。作为优选，所述纳米管TiO2电晕线沿所述绝缘筒体的轴心线设置，将纳米管TiO2电晕线设置在绝缘筒体的中心线，从而使得与高压脉冲电源的负极相连的纳米管TiO2膜、与高压脉冲电源的正极相连的纳米管TiO2电晕线之间，能够更好地使脉冲放电产生的紫外光，形成催化效果更好的TiO2光催化体系，同时与放电产生的臭氧、双氧水、超声等作用结合，促进自由基等强氧化剂产生。作为优选，所述纳米管TiO2电晕线包括钛棒以及生长在所述钛棒外圆周的TiO2纳米管。所述钛棒的直径为I IOmm,生长在所述钛棒外圆周的TiO2纳米管管径为50 lOOnm、长度为I 20iim。TiO2纳米管呈棒状生长在钛棒上，其长度方向基本与钛棒的径向一致。纳米管TiO2电晕线可以有效分离TiO2光催化电子与空穴，又防止水的侵蚀，并可以满足使用需求。所述纳米管TiO2电晕线可采用现有技术制备，如采用电化学阳极氧化法制备、又献L. Lei, Y. Su, M. Zhou, X. Zhang, X. Chen, Fabrication ofmult1-non-metal-dopedTiO2 nanotubes by anodization in mixed acid electrolyte, Mater. Res.Bull. 42(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二氧化钛光催化协同液相电晕放电水处理装置，包括高压脉冲电源、与所述高压脉冲电源连接的脉冲放电绝缘反应器以及与所述脉冲放电绝缘反应器连接的水循环装置，其特征在于，所述脉冲放电绝缘反应器包括绝缘筒体、设置在所述绝缘筒体两端的封闭件、设置在所述绝缘筒体内壁的纳米管TiO2膜以及在所述绝缘筒体内沿其轴向设置的纳米管TiO2电晕线，所述纳米管TiO2膜与所述高压脉冲电源的负极连接，所述纳米管TiO2电晕线与所述高压脉冲电源的正极连接。
【技术特征摘要】
1.一种二氧化钛光催化协同液相电晕放电水处理装置，包括高压脉冲电源、与所述高压脉冲电源连接的脉冲放电绝缘反应器以及与所述脉冲放电绝缘反应器连接的水循环装置，其特征在于，所述脉冲放电绝缘反应器包括绝缘筒体、设置在所述绝缘筒体两端的封闭件、设置在所述绝缘筒体内壁的纳米管TiO2膜以及在所述绝缘筒体内沿其轴向设置的纳米管TiO2电晕线，所述纳米管TiO2膜与所述高压脉冲电源的负极连接，所述纳米管TiO2电晕线与所述高压脉冲电源的正极连接。2.根据权利要求1所述的二氧化钛光催化协同液相电晕放电水处理装置，其特征在于，设置在所述绝缘筒体两端的封闭件为可拆卸封闭件，所述可拆卸封闭件包括法兰以及设置在所述法兰的孔眼中的绝缘件，所述纳米管TiO2电晕线穿过所述绝缘件。3.根据权利要求1所述的二氧化钛光催化协同液相电晕放电水处理装置，其特征在于，所述纳米管TiO2膜包括钛板以及生长在所述钛板上的TiO2纳米管。4.根据权利要求3所述的二氧化钛光催化协同液相电晕放电水处理装置，其特征在于，所述钛板的厚度为O. 3 Imm,生长在所述钛板上的TiO2纳米管管径为50 lOOnm、 长度为I 20 μ m。5.根据权利要求1所述的二氧化钛光催化协同液相电晕放电水处理装置，其特征在于，所述纳米管TiO2电晕线沿所述绝缘筒体的轴心线设置。6.根据权利要求1所述的二氧化钛光催化...
【专利技术属性】
技术研发人员：张轶，鲁佳妮，丛燕青，王齐，
申请(专利权)人：浙江工商大学，
类型：发明
国别省市：
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