CN100415660C - 污染水体处理设备的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种环保技术领域的污染水体处理设备的制造方法,步骤为:先用溶胶-凝胶法制备出锐钛型二氧化钛纳米颗粒浆料;将锐钛型二氧化钛纳加入到AgNO3溶液中,在搅拌状况下吸附后,再以低压汞灯照射,然后以蒸馏水洗涤除去未反应的Ag+,获得Ag/TiO2。把玻璃纤维编织成所需的形状,然后把玻纤编织物浸入Ag/TiO2浆料中,取出后在马弗炉中烧结;用塑料管制作一个框架,把玻纤编织物安装到框架上,就制成了污染水体处理设备。本发明通过光催化法把化学有机污染物完全降解为二氧化碳、水等,能显著地降低河流、湖泊等污染水体中的化学耗氧量,并且,光催化法不消耗原材料,不污染水体,污水处理效率高,设备可靠,操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保技术领域的制造方法,具体地说,是涉及一种污染水体处理设备的制造方法。
背景技术
我国是一个水资源缺乏的国家,人均拥有量仅占世界人均水资源量的25%。随着我国经济高速发展、人口急剧增长以及城市化进程的加快,水资源利用强度迅速加大,河流、湖泊有机污染普遍,水体富营养化,非点源污染日益突出,我国的水环境呈现出加速恶化的趋势。水体富营养化破坏景观水体,发出恶臭,使水体丧失具自净、交换等应有功能。其中,难降解有机物工业废水处理是目前水处理中的难题。国内外所采用的污染水体治理与生态修复技术可分为物理法、化学法和生物/生态法三大类。具体的技术包括底泥疏浚、人工增氧、生态调水、化学除藻、絮凝沉淀、重金属化学固定、微生物强化、植物净化、生物膜等。但这些方法对含难降解有机物的工业废水的处理能力较差,而本发明对于处理河流等污染水体中的难降解有机物能力较强,通过光催化法把有机污染物完全降解为二氧化碳、水等,能显著地降低河流、湖泊等污染水体中的化学耗氧量(COD),较好地配合其它污染水体治理与生态修复的技术,从而构成一个完整的污染水体的综合治理手段。
经对现有技术的文献检索发现,中国专利号为03261038.6的实用新型专利,该专利描述了一种受污染水体水质改善的新方法——浮床式水净化生物反应器。它由浮床、定植钵及固定装置组成,浮床由浮架、网片、亲水布组成,可以栽培水生植物及非水生植物。该实用新型适用于湖泊、水库、河道等受污染水体的水质改善和水环境治理,能快速清除水体污染物,强化水体自净能力。事实上,该装置对于处理生物有机物污染特别是除去氮、磷的能力较强,但对于含难降解有机物的工业废水的处理能力很弱,即该设备能降低污染水体的生物耗氧量(BOD),但很难降低化学耗氧量(COD)。进一步检索中,尚未发现与本发明主题相同或者类似的报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足,提供一种污染水体处理设备的制造方法,通过采用经改性的二氧化钛纳米颗粒和玻璃纤维编织物,使设备设计合理,污水处理效率高,设备可靠,操作方便。
本发明是通过以下技术方案实现的,本发明包括以下步骤:
(1)先用常规的溶胶-凝胶法制备出锐钛型二氧化钛纳米颗粒浆料,颗粒尺寸为10nm。
(2)将上述所得的TiO2加入到适量的0.3mol/L AgNO3溶液中,在搅拌状况下吸附2小时,再以30W低压汞灯照射2小时,再以蒸馏水洗涤除去未反应的Ag+,获得的Ag/TiO2具有更强的光催化能力,对大多数有机物都具有彻底的分解能力。
(3)把玻璃纤维编织成所需的形状,通常为编织布。然后把玻纤编织物浸入Ag/TiO2浆料中3小时后取出,在马弗炉中在400℃左右的温度下烧结3小时,这样,二氧化钛纳米颗粒既能牢固地固定在玻纤编织物上,又能保持二氧化钛纳米颗粒的光催化活性。
(4)最后,用塑料管制作一个长方体框架,把烧结后的玻纤编织物安装到框架上,就制成了污染水体处理设备。
本发明采用玻璃纤维作为二氧化钛纳米颗粒的载体,制得一种受污染水体水质改善的新技术、新设备。通过光催化法把化学有机污染物完全降解为二氧化碳、水等,能显著地降低河流、湖泊等污染水体中的化学耗氧量(COD),并且,光催化法不消耗原材料,不污染水体。设备设计合理,选用的主材料经过精心处理,污水处理效率高,设备可靠,操作方便。
附图说明
图1是本发明制造的设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明制得的设备主要用于处理污染的河流、湖泊中的有机污水,以及工业有机废水的后道处理工序。在处理中,需要有较强的日光照射,有利于设备发挥其光解作用。结合本发明的内容提供以下实施例:
首先用常规的溶胶-凝胶法制备10公斤的锐钛型二氧化钛纳米颗粒浆料,然后采用光化学沉积法制备Ag/TiO2光催化剂。把9块长3米、宽0.5米的玻璃纤维布1浸入经改性的二氧化钛纳米颗粒Ag/TiO2浆料中3小时后取出,在马弗炉中在400℃左右的温度下焙烧3小时。用外径为80mm的塑料管2搭接成长3米、宽2米、高0.5米的长方体框架,并固定好栓圈。最后,把处理后的玻璃纤维布1固定到相应的栓圈3上,参照附图1。
安装设备时,先在岸上打桩,把设备与桩用绳子拴在一起,然后把设备顺着水流放到污染水体中,污水顺着设备内通道流过污水处理设备,流出的水的COD显著降低。下表为某污染水体安装本设备后,对设备流出的水的各项指标的实测数据。
时间(小时) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
浊度(mg/l) | 987 | 442 | 254 | 156 | 145 | 141 |
浊度降低率(%) | 0 | 55.2 | 74.3 | 84.2 | 85.3 | 85.7 |
细菌总数(个/ml) | 23900 | 3200 | 540 | 80 | <10 | <10 |
杀菌率(%) | 0 | 86.6 | 97.7 | 99.7 | >99.9 | >99.9 |
COD(mg/l) | 1671 | 725 | 342 | 215 | 118 | 65 |
COD去除率(%) | 0 | 56.6 | 79.5 | 87.1 | 92.9 | 96.1 |
NH<sub>4</sub>-N(mg/l) | 34.5 | 19.7 | 10.5 | 5.6 | 5.1 | 4.9 |
NH<sub>4</sub>-N去除率(%) | 0 | 42.9 | 69.6 | 83.8 | 85.2 | 85.8 |
Claims (7)
1. 一种污染水体处理设备的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)先用溶胶-凝胶法制备出锐钛型二氧化钛纳米颗粒浆料;
(2)将上述所得的TiO2加入到AgNO3溶液中,在搅拌状况下吸附后,再以低压汞灯照射,然后以蒸馏水洗涤除去未反应的Ag+,获得光催化剂Ag/TiO2;
(3)把玻璃纤维编织成所需的形状,然后把玻纤编织物浸入上述的Ag/TiO2浆料中,取出后在马弗炉中烧结;
(4)用塑料管制作一个框架,把烧结后的玻纤编织物安装到框架上,就制成了污染水体处理设备。
2. 根据权利要求1所述的污染水体处理设备的制造方法,其特征是,所述的步骤(1)中,锐钛型二氧化钛纳米颗粒,颗粒尺寸为10nm。
3. 根据权利要求1所述的污染水体处理设备的制造方法,其特征是,所述的步骤(2)中,AgNO3溶液浓度为0.3mol/L。
4. 根据权利要求1或者3所述的污染水体处理设备的制造方法,其特征是,所述的步骤(2)中,在搅拌状况下吸附2小时后,再30W低压汞灯照射2小时。
5. 根据权利要求1所述的污染水体处理设备的制造方法,其特征是,所述的步骤(3)中,采用玻璃纤维作为二氧化钛纳米颗粒的载体,玻璃纤维编织成编织布。
6. 根据权利要求1或者5所述的污染水体处理设备的制造方法,其特征是,所述的步骤(3)中,玻纤编织物浸入Ag/TiO2浆料中3小时后取出,在马弗炉中在400℃的温度下烧结3小时。
7. 根据权利要求1所述的污染水体处理设备的制造方法,其特征是,所述的步骤(4)中,框架为长方体。
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