[实用新型]二氧化钛光催化协同液相电晕放电水处理装置

说明书

本实用新型涉及水处理设备领域，具体涉及一种二氧化钛光催化协同液相电晕放电水处理装置。

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。

中国实用新型专利ZL201120344479.2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·、H·、O·、O₂、H₂O₂、O₃、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。

本实用新型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，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。

本实用新型二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产生。