公布日：2023.10.03
申请日：2022.10.25
分类号：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
本发明属于光催化环保领域，涉及一种光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置，首先提供一种光催化水凝胶材料，并光催化水凝胶材料集成于光催化处理工艺装置，首先抗生素废水进入调节池中，经调节池pH调节到中性后，进入反应区，进行光催化反应，在氙灯的作用下，对抗生素废水催化降解，处理后的水样经出水区将光催化水凝胶材料拦截在反应区后出水。此外，反应区外设有反光板，能充分高效利用光源。本发明光催化水凝胶材料具有应用性，装置的水处理适用性优异。
权利要求书
1.一种光催化水凝胶材料，其特征在于，制备方法如下：将100~200mL超纯水加热至80℃~100℃后，加入2~6g淀粉，并在80℃~100℃下搅拌0.5~1h；随后，向上述溶液中加入100~1000mg光催化剂；在80℃~100℃下继续搅拌后，加入1~3g聚乙烯醇；然后在80℃~100℃下持续搅拌0.5~1h，直到聚乙烯醇晶体完全溶解；随后，将1~4g海藻酸钠和1~2g碳酸氢钠放入溶液中，继续搅拌0.5~1h，然后放入模具中；含5%氯化钙的饱和硼酸溶液缓慢滴入模具表面后，将其浸入模具表面24~48h；脱模后，将模具浸泡在温水中24~48h；所述的光催化剂和海藻酸钠在超纯水的质量浓度分别为1~5g/L、10~20g/L。
2.权利要求1所述的一种光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置，其特征在于，该装置包括调节池3、溢流堰4、反应区8、反光板5、出水区9；其中，所述反应区8里设光催化水凝胶材料1、氙灯6、曝气装置7；首先抗生素废水进入调节池3中，经调节池pH调节到中性后，进入反应区8，进行光催化反应，在氙灯6的作用下，对抗生素废水催化降解，处理后的水样经出水区9将光催化水凝胶材料拦截在反应区后出水；此外，反应区外设有反光板5，能充分高效利用光源。
3.根据权利要求2所述的一种光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置，其特征在于，所述氙灯密封采用直接浸没接触方式。
4.根据权利要求2所述的一种光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置，其特征在于，所述反光板距地面角度为60°。
5.根据权利要求2所述的一种光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置，其特征在于，所述曝气装置为微孔曝气盘。
6.根据权利要求2所述的一种光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置，其特征在于，所述光催化水凝胶材料为具有大吸水性的多孔水凝胶光催化材料且可重复使用。
7.根据权利要求2所述的一种光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置，其特征在于，所述光催化水凝胶材料集成于装置中，构建光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置，将其应用降解四环素、土霉素、金霉素、强力霉素多种抗生素污染物，在光催化降解抗生素污染物处理技术中具有潜在的应用价值。
发明内容
针对上述存在问题和技术分析，本发明的一个目的是提供一种光催化水凝胶材料，具有催化剂分散、稳定性能好等优点。
本发明的另一目的在于提供一种光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置，用于常规的水处理工艺中，弥补光催化水凝胶材料在常规水处理工艺在处理抗生素废水中的不足。
为了实现上述第一个目的，本发明采用了以下的技术方案。
将100~200mL超纯水加热至80℃~100℃后，加入2~6g淀粉，并在80℃~100℃下搅拌0.5~1h。随后，向上述溶液中加入100~1000mg光催化剂。在80℃~100℃下继续搅拌后，加入1~3g聚乙烯醇。然后在80℃~100℃下持续搅拌0.5~1h，直到聚乙烯醇晶体完全溶解。随后，将1~4g海藻酸钠和1~2g碳酸氢钠放入溶液中，继续搅拌0.5~1h，然后放入模具中。含5%氯化钙的饱和硼酸溶液缓慢滴入模具表面后，将其浸入模具表面24~48h。脱模后，将模具浸泡在温水中24~48h。所述的光催化剂和海藻酸钠在超纯水的质量浓度分别为1~5g/L、10~20g/L。
为实现上述的另一个目的，本发明采用了以下的技术方案。
一种光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置，其特征在于，该装置包括调节池、溢流堰、反应区、反光板、出水区。其中，所述反应区里设光催化水凝胶材料、氙灯、曝气装置。首先抗生素废水进入调节池中，经调节池pH调节到中性后，进入反应区，进行光催化反应，在氙灯的作用下，对抗生素废水催化降解，处理后的水样经出水区将光催化水凝胶材料拦截在反应区后出水，此外，反应区外设有反光板，能充分高效利用光源。
优选地，所述一种光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置的氙灯密封采用直接浸没接触方式。
优选地，所述一种光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置的反光板距地面角度为60°。
优选地，所述一种光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置的曝气装置为微孔曝气盘。
优选地，所述一种光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置的光催化水凝胶材料为具有大吸水性的多孔水凝胶光催化材料且可重复使用。
优选地，所述光催化水凝胶材料集成于装置中，构建光催化水凝胶材料降解抗生素废水的处理装置，将其应用降解四环素、土霉素、金霉素、强力霉素多种抗生素污染物，在光催化降解抗生素污染物处理技术中具有潜在的应用价值。
与现有技术相比，本发明具有以下显著效果。
（1）光催化水凝胶材料在光照下可以降解水体中有机污染物，解决因光催化剂凝聚导致性能降低以及不易回收等问题，实现了光催化水凝胶材料的回收循环利用。
（2）本发明装置中氙灯两端密封并以直接浸没接触的方式作用于待处理水，从而实现待处理水对氙灯的冷却。
（3）本发明装置中光催化水凝胶材料集成于光催化处理工艺装置，强化了其应用效果，增强了工艺装置的水处理适用性。
（4）本发明装置可以用于水深区污染水的处理，避免光照不充分问题；本工艺装置可以独自处理废水，用于水深区污染水的处理，避免光照不充分问题；也可以与其他工艺组合，用于处理工艺中作为强化预处理单元，提高了废水的可生化性。本发明装置简单，应用前景广阔。
（发明人：肖费雨;王梓蔚;查文博;朱骏驰;徐凯琳）
