[发明专利]一种用光催化氧化有机废水生产有机碳肥的方法

摘要

本发明公开了一种用光催化氧化有机废水生产有机碳肥的方法，涉及到有机废水处理和废物利用的方法。包括如下步骤：(1)准备光催化氧化反应容器。(2)粗过滤有机废水后泵入所述光催化氧化反应容器中。(3)加入光催化剂、双氧水：加入光催化剂TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄，泵入双氧水，开启搅拌器将其混合均匀，该操作过程避光。(4)光催化‑氧化降解反应：打开顶盖使太阳光直射入反应器内或打开紫外灯照射。(5)回收催化剂、蒸发浓缩制成含碳量为50～500g/L的液体有机碳肥。本发明生产的有机碳肥可以用于农作物浇灌、喷施，也可作为肥料母液，配制成各种肥料施用。

主权项

1.一种用光催化氧化有机废水生产有机碳肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)准备光催化氧化反应容器：所述光催化氧化反应容器设有搅拌器和遥控定时紫外灯，底部设有带滤膜的出水口和催化剂排出口，顶部设有可卸载的塑料盖，上端设有废液入水口和取样口；(2)粗过滤有机废水：将有机废水进行粗过滤，除去固体废渣后通过废液入水口泵入所述光催化氧化反应容器中；(3)加入光催化剂、双氧水：在所述光催化氧化反应容器中加入光催化剂TiO2/SiO2/Fe3O4，根据设计好的注入有机废水的体积来确定加入催化剂的量，保证其在反应过程中的浓度在0.2‑4g/L，从反应器的入水口泵入双氧水，开启搅拌器将有机废水、双氧水与催化剂混合均匀，搅拌使溶液混合均匀，该操作过程避光；(4)光催化‑氧化降解反应：打开所述光催化氧化反应容器的顶盖使太阳光直射入反应器内或打开所述光催化氧化反应容器中的紫外灯照射，进行光催化‑氧化降解有机废水反应；(5)回收催化剂、蒸发浓缩：反应结束后关闭顶盖或者紫外灯，外加磁场将催化剂吸引到底部回收处理，上清液通过出水口排出，将剩余液体蒸发浓缩制成含碳量为50‑500g/L的液体有机碳肥；所述光催化‑氧化降解有机废水反应时间为20‑400min；所述的光催化剂为TiO2/SiO2/Fe3O4复合纳米颗粒，由以下步骤制备：步骤Ⅰ：制备Fe3O4纳米颗粒：将0.05‑0.3molFeCl3溶解在200‑1500ml乙二醇中，经溶剂热法制备出Fe3O4纳米颗粒，溶剂热法温度为160‑220℃，用乙醇和纯水洗涤数次后分离得到Fe3O4纳米颗粒，真空干燥备用；步骤Ⅱ：制备SiO2/Fe3O4复合纳米颗粒：将乙醇与水比例为4:1的溶液40ml搅拌升温至30‑90℃左右，然后边滴加10ml正硅酸乙酯边快速搅拌，加入2ml稀盐酸促进正硅酸乙酯水解加快反应，保持反应2～5小时，结束反应即制备出SiO2溶胶；然后取出0.2g步骤Ⅰ制备的干燥的Fe3O4纳米颗粒与SiO2溶胶混合，60‑80KHz超声，静置4‑6h，用无水乙醇洗涤2‑4次，磁铁吸引沉降，弃去上层溶液，将沉淀物50‑80℃烘干，研磨成细小颗粒，得到SiO2/Fe3O4复合纳米颗粒；步骤Ⅲ：制备TiO2/SiO2/Fe3O4复合颗粒：先将步骤Ⅱ制备的SiO2/Fe3O4复合纳米颗粒0.5g在40‑60ml无水乙醇中充分分散，然后补充水和乙醇至混合液体积为1.0‑1.2L，转移至40‑50℃水浴中，剧烈搅拌下加入含5ml钛酸正丁酯的40ml乙醇溶液，静置陈化4‑6h，离心过滤后分别用无水乙醇和去离子水洗涤3次，55‑80℃真空干燥40‑48h，轻压研磨后置于马弗炉中430‑480℃煅烧3‑3.5h，冷却至室温即得粒径在70‑190nm左右的TiO2/SiO2/Fe3O4复合纳米粒子。