專利名稱：液相等離子體TiO的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理廢水的方法，尤其是液相等離子體TiO2催化處理廢水的方法。
背景技術(shù)：
針對(duì)目前工業(yè)生產(chǎn)中所排放的大量工業(yè)廢水，其種類繁多，成分復(fù)雜，化學(xué)需氧量(COD)濃度高，可生化性差，有毒有害等特點(diǎn)，采用常規(guī)物化或生化處理技術(shù)已很難有效地控制與治理。因此，高級(jí)氧化技術(shù)成為當(dāng)今處理難生物降解及有毒有害工業(yè)廢水的新技術(shù)和新方法。
高級(jí)氧化技術(shù)利用各種活性自由基攻擊工業(yè)廢水中的大分子有機(jī)物(或微生物)，破壞其分子結(jié)構(gòu)(或細(xì)胞)，從而使有機(jī)廢水得以凈化。但是，由于高級(jí)氧化技術(shù)存在反應(yīng)條件苛刻、選擇性差、成本高等缺點(diǎn)，致使其在進(jìn)一步推廣上具有一定的局限性和適應(yīng)范圍。CN1673103公開的脈沖液相等離子體電源裝置，利用液相電脈沖技術(shù)，采用高壓脈沖電源產(chǎn)生電壓上升時(shí)間短(＜100ns)，脈沖寬度窄(＜200ns)的強(qiáng)電壓，因而可以在不使電場(chǎng)內(nèi)的離子加速的情況下，僅使電子加速，從而產(chǎn)生高能自由電子，形成冷等離子體，在水體中激發(fā)產(chǎn)生活性物質(zhì)，降解去除廢水中的污染物。此激發(fā)過程中同時(shí)具有物理效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，物理效應(yīng)可形成紫外光和沖擊波，其強(qiáng)度取決于放電的能量；化學(xué)效應(yīng)主要促使活性物質(zhì)的形成，如OH·、O·、H2O2、O3等各種活性自由基，因而高壓脈沖放電處理廢水可利用放電形成的紫外光、沖擊波以及活性自由基，形成高能電子、紫外線、臭氧等多因素的協(xié)同降解作用，增強(qiáng)處理效果，是集光、電、化學(xué)氧化于一體的新型水處理技術(shù)。
但是，常規(guī)的液電等離子體體系中降解污染物時(shí)間較長(zhǎng)，能耗較大，對(duì)電源和電極都有極大的損耗。同時(shí)，液電產(chǎn)生的光瞬間發(fā)射出去，沒有被水體充分吸收，以致光化學(xué)作用對(duì)污染物的降解沒有被充分利用，此體系中光化學(xué)能利用率極低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能充分利用液電體系中產(chǎn)生的光能，提高污染物去除率，降低電源能耗的液相等離子體TiO2催化處理廢水的方法。
本發(fā)明的液相等離子體TiO2催化處理廢水的方法，是利用高壓脈沖液相放電產(chǎn)生的冷等離子體去除廢水中的污染物，在被處理的廢水中投加含有銳鈦礦晶型的二氧化鈦粉末或顆粒，二氧化鈦在廢水中的濃度為10-200mg/L。二氧化鈦在廢水中的最佳濃度為50mg/L。
本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，利用固體氧化物二氧化鈦具有極好的光催化特性，能夠吸收小于320nm波長(zhǎng)的紫外光，激發(fā)導(dǎo)帶的電子與價(jià)帶空穴的分離，利用空穴的強(qiáng)氧化作用產(chǎn)生OH·自由基，或直接氧化污染物。同時(shí)導(dǎo)帶的電子具有還原性。處理廢水時(shí)，在液電等離子體反應(yīng)器上施加高壓脈沖電壓，產(chǎn)生液相冷等離子體，結(jié)合二氧化鈦的光催化性能，從而產(chǎn)生更多活性物質(zhì)，協(xié)同降解污染物。在液相及液相氣相混合體系中均提高活性物質(zhì)產(chǎn)率，更大程度上提高了處理效率，運(yùn)行成本低，并可以重復(fù)利用二氧化鈦顆粒。本發(fā)明可運(yùn)用到單一的液相、氣相揮發(fā)污染物和氣液兩相混合液電環(huán)境下，提高了降解能力，從而大大提高了水體中的活性物質(zhì)的產(chǎn)生效率，增強(qiáng)水處理效果。本發(fā)明可用于處理難生物降解及有毒有害工業(yè)廢水和病毒微生物去除凈化。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例1用本發(fā)明方法處理含有對(duì)氯苯酚為污染物的廢水，廢水中污染物的初始濃度為100mg/L，初始pH6.5-7.0，電導(dǎo)率3.0-6.0。所用的高壓脈沖電源為4-37型高壓脈沖電源，運(yùn)行參數(shù)電壓峰值(14.0KV)，脈沖前沿(100ns左右)，脈沖頻率(150Hz)。液下針狀電極和板式電極間距為2mm，曝氧氣量100L/h。處理時(shí)間為42min。在此條件下，投加含有銳鈦礦晶型的二氧化鈦粉末，其在廢水中的濃度為50mg/L。
表1給出了實(shí)例1投加二氧化鈦與沒有投加二氧化鈦的液電體系對(duì)廢水處理效果和能效的比較。
表1

由表1可見，投加二氧化鈦的反應(yīng)體系使反應(yīng)數(shù)率常數(shù)(擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程)和去除能效(即去除初始濃度的50％時(shí)的能量消耗(g/kW·h))均比無投加TiO2的體系提高了80.4％。
權(quán)利要求
1.液相等離子體TiO2催化處理廢水的方法，利用高壓脈沖液相放電產(chǎn)生的冷等離子體去除廢水中的污染物，其特征是在被處理的廢水中投加含有銳鈦礦晶型的二氧化鈦粉末或顆粒，二氧化鈦在廢水中的濃度為10-200mg/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液相等離子體TiO2催化處理廢水的方法，其特征是二氧化鈦在廢水中的濃度為50mg/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了液相等離子體TiO
文檔編號(hào)B01J21/06GK1872715SQ20061005200
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者雷樂成, 周明華, 郝小龍 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)