專利名稱：用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用的方法和裝置及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水體殺菌方法，特別涉及一種用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用的方法和裝置及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
水安全是人們普遍關(guān)心的問題，隨著環(huán)境污染的不斷加劇，水環(huán)境中不斷增加的致病微生物如細(xì)菌、病毒及其它病原微生物等給人類的生命安全與健康帶來了巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的處理技術(shù)有氯消毒、紫外線(UV)消毒分離技術(shù)，以各自獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)如經(jīng)濟(jì)、有效且使用方便等均能夠顯著降低以水作為載體的病原微生物導(dǎo)致的疾病爆發(fā)，在一定程度上提高了人類的健康生活水平，因此這些成熟技術(shù)目前仍然在廣泛應(yīng)用。但同時(shí)這些技術(shù)在使用的過程中也都具有一定的缺點(diǎn)，如氯氣消毒會(huì)與水體中的腐殖質(zhì)作用產(chǎn)生具有較強(qiáng)三致作用的副產(chǎn)物如鹵代乙酸、三鹵甲烷等；部分被紫外線殺傷的微生物可能在光復(fù)活機(jī)制下進(jìn)行自我修復(fù)損傷的DNA分子，從而可以使細(xì)菌再生，因此導(dǎo)致紫外消毒效果并不是很徹底；另外很多病毒類病原微生物對(duì)氯和紫外均具有一定的抗性而不能有效地殺滅。因此， 尋求新型、高效的殺菌消毒技術(shù)也是目前有關(guān)水處理領(lǐng)域的熱點(diǎn)和核心問題。目前，研究較多的光催化殺菌技術(shù)被認(rèn)為是一種最有前途的高級(jí)氧化技術(shù)，是半導(dǎo)體材料在光輔助的條件下產(chǎn)生具有很強(qiáng)的氧化能力的活性氧物種，能無選擇性地降解大部分有機(jī)物以及徹底殺死大多數(shù)細(xì)菌、病毒等微生物，是一種低成本的環(huán)境友好型的水處理技術(shù)。但是對(duì)于細(xì)菌濃度較高的廢水，采用單獨(dú)的光催化技術(shù)很難在很短的時(shí)間內(nèi)使細(xì)菌完全滅活，而且光催化劑固定化及其失活等缺點(diǎn)制約了其進(jìn)一步的工業(yè)化進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用的方法。本發(fā)明的另一目的在于提供實(shí)現(xiàn)上述用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用方法的裝置。本發(fā)明的再一目的在于提供所述裝置的應(yīng)用。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用的方法，具體包括以下步驟(1)利用三維電極電化學(xué)反應(yīng)作用待處理的水體；(2)在紫外光的激發(fā)下，通過光催化反應(yīng)劑處理經(jīng)步驟(1)處理后的水體，得到殺菌后的水體；步驟(1)優(yōu)選為在曝氣環(huán)境中，利用三維電極電化學(xué)反應(yīng)作用待處理的水體；步驟(1)中所述的三維電極電化學(xué)反應(yīng)的條件優(yōu)選為陰極和陽極之間的電壓為 10 60V ；三維電極填料為活性炭或鐵屑中的一種或兩種；
所述的三維電極填料優(yōu)選為質(zhì)量百分比10 100%的鐵屑與質(zhì)量百分比0 90%的粒狀活性炭配制形成的混合物；步驟(1)中所述的三維電極電化學(xué)反應(yīng)的條件更優(yōu)選為在待處理的水體中加入電解質(zhì)；電解質(zhì)的添加有利于提高電化學(xué)反應(yīng)的效率；所述的電解質(zhì)優(yōu)選為氯化鈉或氯化鉀中的一種或兩種；所述的電解質(zhì)的終濃度優(yōu)選為加入電解質(zhì)后的水體中電解質(zhì)的濃度為1 50mg/ L；步驟(1)中所述的三維電極電化學(xué)反應(yīng)的條件更優(yōu)選為使用變頻電源，變頻參數(shù)優(yōu)選為0 15次/min(陽極和陰極互換次數(shù))；步驟( 所述的光催化劑為固定在反應(yīng)器的器壁上，優(yōu)選通過以下步驟進(jìn)行固定在器壁上先涂一層羧甲基纖維素鈉稀溶液(濃度Iwt %)，再將光催化劑溶液(濃度 IOwt% )均勻噴涂在羧甲基纖維素鈉表面上，然后在紅外燈下烘干即可；步驟O)中所述的光催化反應(yīng)劑優(yōu)選為TiA或ZnO ；步驟(1)中所述的待處理的水體的殺菌時(shí)間優(yōu)選為總共0. 5 IOmin ；實(shí)現(xiàn)上述用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用方法的裝置，包括依次連接的三維電極電化學(xué)殺菌池和紫外光催化殺菌池；三維電極電化學(xué)殺菌池的兩扇池壁上分別設(shè)置有與電源連接的陰極和陽極，池內(nèi)裝有三維電極填料；紫外光催化殺菌池的池壁上固定有光催化劑層，內(nèi)部裝有由若干支用于激發(fā)光催化劑的紫外燈；為了實(shí)現(xiàn)水體連續(xù)流過式處理，所述的裝置優(yōu)選為包括依次連接的三維電極電化學(xué)殺菌池、導(dǎo)流槽和紫外光催化殺菌池；三維電極電化學(xué)殺菌池的一扇池壁的底部設(shè)置有入水口，遠(yuǎn)離入水口的另一扇池壁與導(dǎo)流槽連接，其低于其他三扇池壁；與導(dǎo)流槽連接的紫外光催化殺菌池的池壁A底部設(shè)有進(jìn)水口，紫外光催化殺菌池中遠(yuǎn)離該進(jìn)水口的池壁低于其他三扇池壁；待處理水體由三維電極電化學(xué)殺菌池的底部進(jìn)入三維電極電化學(xué)殺菌池， 一邊流入一邊被電解處理，當(dāng)水位到達(dá)三維電極電化學(xué)殺菌池最矮的池壁高度時(shí)，溢流進(jìn)入導(dǎo)流槽，通過紫外光催化殺菌池的下部進(jìn)水口進(jìn)入紫外光催化殺菌池，一邊流入一邊被光催化處理，當(dāng)水位到達(dá)紫外光催化殺菌池最矮的池壁高度時(shí)，溢流出水，得到處理后的水體，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)流過式處理；所述的三維電極電化學(xué)殺菌池還含有曝氣管，曝氣管優(yōu)選設(shè)置于三維電極電化學(xué)殺菌池的底部；曝氣管的設(shè)置有利于提高電解殺菌的效率；所述的三維電極電化學(xué)殺菌池還含有與入水口連接的水泵；水泵的設(shè)置可以調(diào)節(jié)待處理水體進(jìn)入三維電極電化學(xué)殺菌池的流速；所述的陽極優(yōu)選為石墨陽極；所述的陰極優(yōu)選為石墨陰極；所述的電源優(yōu)選為變頻電源；所述的三維電極填料優(yōu)選為質(zhì)量百分比10 100%的鐵屑與質(zhì)量百分比0 90%的粒狀活性炭配制形成的混合物；所述的光催化劑優(yōu)選為TW2或SiO ；所述的光催化劑層優(yōu)選設(shè)置在相對(duì)的兩扇池壁上；所述的紫外燈優(yōu)選設(shè)置在紫外光催化殺菌池的中部，與光催化劑層為平行排列關(guān)系；所述的池壁A優(yōu)選為懸空設(shè)置，從而水體可由池壁A的底部均勻進(jìn)入紫外光催化殺菌池。所述的裝置的應(yīng)用，包括以下步驟(1)開啟三維電極電化學(xué)殺菌池的電源，設(shè)置電壓；(2)開啟紫外光催化殺菌池的控制紫外燈的電源；(3)調(diào)節(jié)水泵，控制待處理的水體進(jìn)入三維電極電化學(xué)殺菌池的流速即可；所述的裝置的應(yīng)用，優(yōu)選包括以下步驟(1)開啟三維電極電化學(xué)殺菌池的電源，設(shè)置電壓和變頻參數(shù)；(2)開啟紫外光催化殺菌池的控制紫外燈的電源；(3)調(diào)節(jié)水泵，控制待處理的水體進(jìn)入三維電極電化學(xué)殺菌池的流速；(4)往三維電極電化學(xué)殺菌池加入電解質(zhì)即可；步驟(1)所述的電壓優(yōu)選為10 60V ；步驟(1)所述的變頻參數(shù)為0 15次/min ；步驟(3)中所述的水泵的調(diào)節(jié)為根據(jù)待處理的水體經(jīng)過三維電極電化學(xué)殺菌池和紫外光催化殺菌池的時(shí)間為0. 5 IOmin進(jìn)行調(diào)節(jié)；步驟中所述的電解質(zhì)待處理的水體中的終濃度優(yōu)選為1 50mg/L。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果(1)本發(fā)明通過三維電極和紫外光催化聯(lián)用滅菌技術(shù)，通過施加較低的電壓和紫外光催化，可高效處理含菌濃度較高的廢水，能夠?qū)崿F(xiàn)一步法連續(xù)高效滅菌的效果。(2)本發(fā)明在電解槽中加入三維電極填料，可增加對(duì)廢水中菌種的吸附和截留，提高菌種和電解質(zhì)的接觸面積，大大提高了滅菌效率。(3)本發(fā)明在廢水消毒殺菌處理方法中，通過加入一定濃度的電解質(zhì)如NaCl來有效提高電化學(xué)技術(shù)原位產(chǎn)生高效殺菌劑，可以有效提高細(xì)菌的殺滅效率。(4)本發(fā)明采用固定化技術(shù)在紫外光催化滅菌池兩壁固定有Ti02、Zn0薄膜作為光催化劑，有效提高殺菌效率的同時(shí)，可減少光催化劑的流失，從而節(jié)約成本。(5)本發(fā)明專利三維電極電化學(xué)滅菌池采用變頻電源使電化學(xué)滅菌池陰極和陽極相互變換，有效提高電化學(xué)效率，有利于高濃度細(xì)菌的一步法殺滅。


圖1是實(shí)施例1中用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖， 其中1-曝氣管，2-入水口，3-水泵，4-殼體，5-石墨陰極，6-三維電極填料，7-電源，8-紫外燈電源，9-溢流板，10-溢流板，11-光催化劑層，12-石墨陽極，13-紫外滅菌燈，14-廢水出口，15-導(dǎo)流槽，16-紫外光催化滅菌池，17-導(dǎo)流槽，18-三維電極電化學(xué)滅菌池。圖2是通過水體中細(xì)菌數(shù)量隨殺菌時(shí)間的變化圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1一種用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用的裝置，如圖1所示包含依次連接的三維電極電化學(xué)殺菌池18、三維電極電化學(xué)滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導(dǎo)流槽 17和紫外光催化殺菌池16 ；三維電極電化學(xué)殺菌池18和紫外光催化殺菌池16的殼體4的材質(zhì)為硬質(zhì)塑料，其體積可根據(jù)廢水的處理量及其中細(xì)菌的濃度的高低進(jìn)行調(diào)節(jié)；三維電極電化學(xué)殺菌池18的底部設(shè)置有多個(gè)曝氣管道1和入水口 2，入水口 2可與用于調(diào)節(jié)水體進(jìn)入三維電極電化學(xué)殺菌池18速度的水泵3連接；在三維電極電化學(xué)殺菌池18的相對(duì)的兩扇池壁上分別裝有石墨陰極5和石墨陽極12，石墨陰極5和石墨陽極12分別與電源7的負(fù)極和正極連接；在三維電極電化學(xué)殺菌池18中填裝由質(zhì)量比10 100%的鐵屑和質(zhì)量比0 90%的活性碳顆粒組成的三維電極填料6 ；紫外光催化殺菌池16為10厘米寬的長方形槽型反應(yīng)池，在該長方形槽型反應(yīng)池的中部布有若干支與紫外燈電源8連接的紫外滅菌燈13，相對(duì)的兩扇池壁上固定有光催化劑層11，紫外光滅菌燈13與光催化劑層11為平行排布關(guān)系，紫外光滅菌燈用于激發(fā)光催化劑發(fā)揮作用；與三維電極電化學(xué)滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導(dǎo)流槽17連接的三維電極電化學(xué)殺菌池溢流板9低于其他3扇池壁， 高于石墨陰極5和石墨陽極12的上端；與三維電極電化學(xué)滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導(dǎo)流槽17連接的紫外光催化殺菌池16的池壁底部設(shè)置進(jìn)水口(該池壁為懸空結(jié)構(gòu)最佳)，從而保證從三維電極電化學(xué)殺菌池18進(jìn)入的含菌廢水經(jīng)過電解處理后，溢流進(jìn)入三維電極電化學(xué)滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導(dǎo)流槽17，再從紫外光催化殺菌池16的底部進(jìn)入紫外光催化殺菌池16中，經(jīng)紫外光催化殺菌后，廢水從紫外光催化滅菌池溢流板 10流入到紫外光催化滅菌池與出水口的導(dǎo)流槽15中，最后從廢水出口 14流出。其中，光催化劑通過如下步驟固定在紫外光催化殺菌池的內(nèi)池壁上在器壁上涂一層羧甲基纖維素鈉稀溶液(濃度Iwt %)，再將光催化劑(TiO2或加0)溶液(濃度 IOwt% )均勻噴在羧甲基纖維素鈉表面上，然后在紅外燈下烘干即可。待處理的含菌廢水由入水口 2經(jīng)水泵3注入三維電極電化學(xué)殺菌池18中，由曝氣管道1向池中曝氣；開啟電源7并根據(jù)需要調(diào)節(jié)電壓大小，同時(shí)開啟紫外燈電源8進(jìn)行連續(xù)殺菌實(shí)驗(yàn)。當(dāng)含菌廢水在三維電極電化學(xué)殺菌池18中處理一定時(shí)間后其水面高度到達(dá)三維電極電化學(xué)殺菌池溢流板9的頂端時(shí)，經(jīng)電解處理的廢水將溢流至三維電極電化學(xué)滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導(dǎo)流槽17中，由三維電極電化學(xué)滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導(dǎo)流槽17底部進(jìn)入紫外光催化殺菌池16，在紫外光催化殺菌池16中繼續(xù)滅菌一定時(shí)間后，廢水從紫外光催化滅菌池溢流板10流入到紫外光催化滅菌池與出水口的導(dǎo)流槽15中，最后從廢水出口 14流出，接收試樣做殘留菌種測(cè)試。實(shí)施例2使用實(shí)施例1所述的裝置對(duì)含菌廢水進(jìn)行處理，其中所用的三維電極填料為鐵屑和活性炭顆粒按質(zhì)量比1 9混合得到的物料(使三維電極電化學(xué)滅菌池填充率為60%)， 光催化劑層為TW2薄膜。將待處理的含菌廢水通過水泵注入三維電極電化學(xué)反應(yīng)池18中，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)通過曝氣管進(jìn)行曝氣，接通電源7向石墨陰極5和石墨陽極12施加IOV電壓，加入NaCl 電解質(zhì)使廢水的電解質(zhì)濃度為50mg/L。打開紫外燈(紫外燈的總共功率250W)進(jìn)行連續(xù)殺菌實(shí)驗(yàn)。當(dāng)廢水在三維電極電化學(xué)反應(yīng)池18和紫外光催化反應(yīng)池16中處理3. 5min后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在上述條件下，初始細(xì)菌數(shù)為7 X IO4CfuAiL廢水中的細(xì)菌全部滅活，滅菌效率為 100%。實(shí)施例3使用實(shí)施例1所述的裝置對(duì)含菌廢水進(jìn)行處理，其中所用的三維電極填料為鐵屑和活性炭顆粒按質(zhì)量比5 5混合得到的物料(使三維電極電化學(xué)滅菌池填充率為30%)， 光催化劑層為ZnO薄膜。將待處理的含菌廢水通過水泵注入三維電極電化學(xué)反應(yīng)池18中，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)通過曝氣管進(jìn)行曝氣，接通電源7向石墨陰極5和石墨陽極12施加IOV電壓，變頻3次 /min，加入KCl電解質(zhì)使得水體的電解質(zhì)濃度為15mg/L的。打開紫外燈(紫外燈的總共功率250W)進(jìn)行連續(xù)殺菌實(shí)驗(yàn)。當(dāng)廢水在三維電極電化學(xué)反應(yīng)池18和紫外光催化反應(yīng)池16 中處理0. 5min后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，在上述條件下，初始細(xì)菌數(shù)為6X 105cfu/mL廢水中的細(xì)菌全部滅活，滅菌效率為100%。實(shí)施例4使用實(shí)施例1所述的裝置對(duì)含菌廢水進(jìn)行處理，其中所用的三維電極填料為鐵屑 (使三維電極電化學(xué)滅菌池填充率為80% )，光催化劑層為ZnO薄膜。將待處理的含菌廢水通過水泵注入三維電極電化學(xué)反應(yīng)池18中，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)通過曝氣管進(jìn)行曝氣，接通電源7向石墨陰極5和石墨陽極12施加50V電壓，變頻15次 /min，加入KCl電解質(zhì)，使得水體中電解質(zhì)濃度為10mg/L。打開紫外燈(紫外燈的總共功率是250W)進(jìn)行連續(xù)殺菌實(shí)驗(yàn)。當(dāng)廢水在三維電極電化學(xué)反應(yīng)池18和紫外光催化反應(yīng)池 16中處理Imin后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在上述條件下，初始細(xì)菌數(shù)為4X 105Cfu/mL廢水中的細(xì)菌全部滅活，滅菌效率為100%。對(duì)比例1 使用實(shí)施示例1所述裝置對(duì)含菌廢水進(jìn)行處理，不同之處是光催化劑不是固定在紫外光催化滅菌池兩內(nèi)壁上，而是以顆粒狀分散在紫外光催化滅菌池底部。將待處理的含菌廢水通過水泵注入三維電極電化學(xué)滅菌池18中，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)通過曝氣管進(jìn)行曝氣，接通電源7向石墨陰極5和石墨陽極12施加50V電壓，變頻15次 /min，加入KCl電解質(zhì)，使得水體中電解質(zhì)濃度為10mg/L。打開紫外燈(紫外燈的總共功率是250W)進(jìn)行連續(xù)殺菌實(shí)驗(yàn)。當(dāng)廢水在三維電極電化學(xué)反應(yīng)池18和紫外光催化反應(yīng)池 16中處理aiiin后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在上述條件下，初始細(xì)菌數(shù)為4 X 105Cfu/mL廢水中的細(xì)菌效率為80%。對(duì)比例2 使用實(shí)施示例1所述裝置中三維電極電化學(xué)滅菌池單獨(dú)對(duì)含菌廢水進(jìn)行處理，將待處理的含菌廢水通過水泵注入三維電極電化學(xué)滅菌池18中，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)通過曝氣管進(jìn)行曝氣，接通電源7向石墨陰極5和石墨陽極12施加50V電壓，變頻15次/ min，加入KCl電解質(zhì)，使得水體中電解質(zhì)濃度為10mg/L。當(dāng)廢水在三維電極電化學(xué)反應(yīng)池 18中處理;3min后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在上述條件下，初始細(xì)菌數(shù)為4 X 105cfu/mL廢水中的細(xì)菌效率為70%。對(duì)比例3 使用實(shí)施示例1所述裝置中紫外光滅菌池單獨(dú)對(duì)含菌廢水進(jìn)行處理，將待處理的含菌廢水直接注入紫外光催化滅菌池16中，光催化劑層為TW2薄膜，打開紫外燈 (紫外燈的總共功率是250W)進(jìn)行殺菌實(shí)驗(yàn)。當(dāng)廢水在紫外光催化反應(yīng)池16中處理ailin 后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在上述條件下，初始細(xì)菌數(shù)為4X105cfu/mL廢水中的細(xì)菌效率為60%。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用的方法，其特征在于包括以下步驟(1)利用三維電極電化學(xué)反應(yīng)作用待處理的水體；(2)在紫外光的激發(fā)下，通過光催化反應(yīng)劑處理經(jīng)步驟(1)處理后的水體，得到殺菌后的水體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用的方法，其特征在于步驟(1)為在曝氣環(huán)境中，利用三維電極電化學(xué)反應(yīng)作用待處理的水體；步驟( 所述的光催化劑為通過以下步驟固定在反應(yīng)器的壁上在器壁上涂一層羧甲基纖維素鈉稀溶液，再將光催化劑溶液粉末均勻噴在羧甲基纖維素鈉表面上，然后在紅外燈下烘干即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用的方法，其特征在于步驟⑴中所述的三維電極電化學(xué)反應(yīng)的條件為使用變頻電源；陰極和陽極之間的電壓為10 60V ；三維電極填料為活性炭或鐵屑中的一種或兩種；在待處理的水體中加入電解質(zhì)；步驟O)中所述的光催化反應(yīng)劑為TiO2或&10。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用的方法，其特征在于所述變頻電源的變頻參數(shù)為0 15次/min ；所述的三維電極填料為質(zhì)量百分比10 100%的鐵屑與質(zhì)量百分比0 90%的粒狀活性炭配制形成的混合物；所述的電解質(zhì)為氯化鈉或氯化鉀中的一種或兩種；所述的電解質(zhì)的終濃度為1 50mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用的方法，其特征在于步驟(1)中所述的待處理的水體的殺菌時(shí)間為總共0. 5 lOmin。
6.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用的方法的裝置，其特征在于包括依次連接的三維電極電化學(xué)殺菌池和紫外光催化殺菌池；三維電極電化學(xué)殺菌池的兩扇池壁上分別設(shè)置有與電源連接的陰極和陽極，池內(nèi)裝有三維電極填料；紫外光催化殺菌池的池壁上固定有光催化劑層，內(nèi)部裝有由若干支用于激發(fā)光催化劑的紫外燈。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于包括依次連接的三維電極電化學(xué)殺菌池、 導(dǎo)流槽和紫外光催化殺菌池；三維電極電化學(xué)殺菌池的一扇池壁的底部設(shè)置有入水口，遠(yuǎn)離入水口的另一扇池壁與導(dǎo)流槽連接，其低于其他三扇池壁；與導(dǎo)流槽連接的紫外光催化殺菌池的池壁A底部設(shè)有進(jìn)水口，紫外光催化殺菌池中遠(yuǎn)離該進(jìn)水口的池壁低于其他三扇池壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述的三維電極電化學(xué)殺菌池還含有曝氣管和與入水口連接的水泵；曝氣管設(shè)置于三維電極電化學(xué)殺菌池的底部；所述的陽極為石墨陽極；所述的陰極為石墨陰極；所述的電源為變頻電源；所述的三維電極填料為質(zhì)量百分比10 100%的鐵屑與質(zhì)量百分比O 90%的粒狀活性炭配制形成的混合物；所述的光催化劑為TW2或aio ； 所述的光催化劑層固定在相對(duì)的兩扇池壁上；所述的紫外燈設(shè)置在紫外光催化殺菌池的中部，與光催化劑層為平行排列關(guān)系； 所述的池壁A為懸空設(shè)置。
9.權(quán)利要求8所述的裝置的應(yīng)用，其特征在于包括以下步驟(1)開啟三維電極電化學(xué)殺菌池的電源，設(shè)置電壓和變頻參數(shù)；(2)開啟紫外光催化殺菌池的控制紫外燈的電源；(3)調(diào)節(jié)水泵，控制待殺菌水體進(jìn)入三維電極電化學(xué)殺菌池的流速；(4)在三維電極電化學(xué)殺菌池加入電解質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置的應(yīng)用，其特征在于 步驟⑴所述的電壓為10 60V ；步驟⑴所述的變頻參數(shù)為O 15次/min ；步驟(3)中所述的水泵的調(diào)節(jié)為根據(jù)水體經(jīng)過三維電極電化學(xué)殺菌池和紫外光催化殺菌池的時(shí)間為0. 5 IOmin進(jìn)行調(diào)節(jié)；步驟⑷中所述的電解質(zhì)在水體中的終濃度為1 50mg/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于水體殺菌的三維電極和光催化聯(lián)用的方法和裝置及應(yīng)用。該方法為首先利用三維電極電化學(xué)反應(yīng)作用待處理的水體；然后在紫外光的激發(fā)下，通過光催化反應(yīng)劑接著處理水體，得到殺菌后的水體。實(shí)現(xiàn)該方法的裝置包括依次連接的三維電極電化學(xué)殺菌池和紫外光催化殺菌池；三維電極電化學(xué)殺菌池的兩扇池壁上分別設(shè)置有與電源連接的陰極和陽極，池內(nèi)裝有三維電極填料；紫外光催化殺菌池的池壁上固定有光催化劑層，內(nèi)部裝有由若干支用于激發(fā)光催化劑的紫外燈。本發(fā)明通過三維電極滅菌和紫外光催化聯(lián)用技術(shù)，通過施加較低的電壓和紫外光催化，可高效處理含菌濃度較高的廢水，能夠?qū)崿F(xiàn)一步法連續(xù)高效滅菌的效果，應(yīng)用前景明朗。
文檔編號(hào)C02F9/08GK102531252SQ201210031699
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者史慧賢, 安太成, 朱錫海, 李桂英, 謝小玲 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所