公布日：2023.10.03
申請日：2022.10.25
分類號：C02F1/72(2023.01)I;C02F1/30(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)I;F21V7/10(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發明屬于光催化環保領域，涉及一種光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置，首先提供一種光催化水凝膠材料，并光催化水凝膠材料集成于光催化處理工藝裝置，首先抗生素廢水進入調節池中，經調節池pH調節到中性后，進入反應區，進行光催化反應，在氙燈的作用下，對抗生素廢水催化降解，處理后的水樣經出水區將光催化水凝膠材料攔截在反應區后出水。此外，反應區外設有反光板，能充分高效利用光源。本發明光催化水凝膠材料具有應用性，裝置的水處理適用性優異。
權利要求書
1.一種光催化水凝膠材料，其特征在于，制備方法如下：將100~200mL超純水加熱至80℃~100℃后，加入2~6g淀粉，并在80℃~100℃下攪拌0.5~1h；隨后，向上述溶液中加入100~1000mg光催化劑；在80℃~100℃下繼續攪拌后，加入1~3g聚乙烯醇；然后在80℃~100℃下持續攪拌0.5~1h，直到聚乙烯醇晶體完全溶解；隨后，將1~4g海藻酸鈉和1~2g碳酸氫鈉放入溶液中，繼續攪拌0.5~1h，然后放入模具中；含5%氯化鈣的飽和硼酸溶液緩慢滴入模具表面后，將其浸入模具表面24~48h；脫模后，將模具浸泡在溫水中24~48h；所述的光催化劑和海藻酸鈉在超純水的質量濃度分別為1~5g/L、10~20g/L。
2.權利要求1所述的一種光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置，其特征在于，該裝置包括調節池3、溢流堰4、反應區8、反光板5、出水區9；其中，所述反應區8里設光催化水凝膠材料1、氙燈6、曝氣裝置7；首先抗生素廢水進入調節池3中，經調節池pH調節到中性后，進入反應區8，進行光催化反應，在氙燈6的作用下，對抗生素廢水催化降解，處理后的水樣經出水區9將光催化水凝膠材料攔截在反應區后出水；此外，反應區外設有反光板5，能充分高效利用光源。
3.根據權利要求2所述的一種光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置，其特征在于，所述氙燈密封采用直接浸沒接觸方式。
4.根據權利要求2所述的一種光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置，其特征在于，所述反光板距地面角度為60°。
5.根據權利要求2所述的一種光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置，其特征在于，所述曝氣裝置為微孔曝氣盤。
6.根據權利要求2所述的一種光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置，其特征在于，所述光催化水凝膠材料為具有大吸水性的多孔水凝膠光催化材料且可重復使用。
7.根據權利要求2所述的一種光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置，其特征在于，所述光催化水凝膠材料集成于裝置中，構建光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置，將其應用降解四環素、土霉素、金霉素、強力霉素多種抗生素污染物，在光催化降解抗生素污染物處理技術中具有潛在的應用價值。
發明內容
針對上述存在問題和技術分析，本發明的一個目的是提供一種光催化水凝膠材料，具有催化劑分散、穩定性能好等優點。
本發明的另一目的在于提供一種光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置，用于常規的水處理工藝中，彌補光催化水凝膠材料在常規水處理工藝在處理抗生素廢水中的不足。
為了實現上述第一個目的，本發明采用了以下的技術方案。
將100~200mL超純水加熱至80℃~100℃后，加入2~6g淀粉，并在80℃~100℃下攪拌0.5~1h。隨后，向上述溶液中加入100~1000mg光催化劑。在80℃~100℃下繼續攪拌后，加入1~3g聚乙烯醇。然后在80℃~100℃下持續攪拌0.5~1h，直到聚乙烯醇晶體完全溶解。隨后，將1~4g海藻酸鈉和1~2g碳酸氫鈉放入溶液中，繼續攪拌0.5~1h，然后放入模具中。含5%氯化鈣的飽和硼酸溶液緩慢滴入模具表面后，將其浸入模具表面24~48h。脫模后，將模具浸泡在溫水中24~48h。所述的光催化劑和海藻酸鈉在超純水的質量濃度分別為1~5g/L、10~20g/L。
為實現上述的另一個目的，本發明采用了以下的技術方案。
一種光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置，其特征在于，該裝置包括調節池、溢流堰、反應區、反光板、出水區。其中，所述反應區里設光催化水凝膠材料、氙燈、曝氣裝置。首先抗生素廢水進入調節池中，經調節池pH調節到中性后，進入反應區，進行光催化反應，在氙燈的作用下，對抗生素廢水催化降解，處理后的水樣經出水區將光催化水凝膠材料攔截在反應區后出水，此外，反應區外設有反光板，能充分高效利用光源。
優選地，所述一種光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置的氙燈密封采用直接浸沒接觸方式。
優選地，所述一種光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置的反光板距地面角度為60°。
優選地，所述一種光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置的曝氣裝置為微孔曝氣盤。
優選地，所述一種光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置的光催化水凝膠材料為具有大吸水性的多孔水凝膠光催化材料且可重復使用。
優選地，所述光催化水凝膠材料集成于裝置中，構建光催化水凝膠材料降解抗生素廢水的處理裝置，將其應用降解四環素、土霉素、金霉素、強力霉素多種抗生素污染物，在光催化降解抗生素污染物處理技術中具有潛在的應用價值。
與現有技術相比，本發明具有以下顯著效果。
（1）光催化水凝膠材料在光照下可以降解水體中有機污染物，解決因光催化劑凝聚導致性能降低以及不易回收等問題，實現了光催化水凝膠材料的回收循環利用。
（2）本發明裝置中氙燈兩端密封并以直接浸沒接觸的方式作用于待處理水，從而實現待處理水對氙燈的冷卻。
（3）本發明裝置中光催化水凝膠材料集成于光催化處理工藝裝置，強化了其應用效果，增強了工藝裝置的水處理適用性。
（4）本發明裝置可以用于水深區污染水的處理，避免光照不充分問題；本工藝裝置可以獨自處理廢水，用于水深區污染水的處理，避免光照不充分問題；也可以與其他工藝組合，用于處理工藝中作為強化預處理單元，提高了廢水的可生化性。本發明裝置簡單，應用前景廣闊。
（發明人：肖費雨;王梓蔚;查文博;朱駿馳;徐凱琳）
