錳鈦共摻雜炭凝膠催化沿面放電去除微囊藻毒素裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種錳鈦共摻雜炭凝膠催化沿面放電去除微囊藻毒素裝置，根據藻毒素分子尺寸制備的錳鈦共摻雜炭凝膠顆粒、一個上下有蓋的絕緣圓筒狀反應器、高壓脈沖電源和曝空氣的裝置。在反應器頂蓋的中心處，通過中心孔固定有正電極，在反應器底蓋的中心處，通過中心孔固定負電極，正電極和負電極分別與高壓脈沖電源的正負極相連，反應器頂蓋上有出氣孔，反應器底部有曝氣管與曝氣裝置相連。本實用新型結構簡單，操作方便，通過曝空氣，提高了活性物質的產率，且使錳鈦共摻雜的炭凝膠顆粒流化起來，與污染物充分接觸，從而提高了藻毒素的去除效果，降低了運行成本。
【專利說明】錳鈦共摻雜炭凝膠催化沿面放電去除微囊藻毒素裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于環境納米技術和水處理領域，尤其涉及一種錳鈦共摻雜炭凝膠催化沿面放電去除微囊藻毒素裝置。
【背景技術】
[0002]隨著工業化進程的加快，水體富營養化日益嚴重。在富營養化的淡水水體中，當有適宜的物理化學條件時，水體中的藻類短時間內大量繁殖并聚集，即出現水華。當水華出現時，藻體死亡能釋放大量的藻毒素，嚴重危害人類和水生生物的安全。淡水中藍綠藻屬分泌產生的藍藻毒素是目前已經發現的污染范圍最廣的一類藻毒素，其中微囊藻毒素是毒性最強，急性危害最大的淡水藍藻毒素。近年來，隨著藍藻水華的頻發，我國有很多湖泊和水系都面臨著微囊藻毒素泛濫的問題。
[0003]沿面放電等離子體是一種能有效降解有機污染物的放電形式。液體沿面放電等離子體是在液體沿面的氣相中放電，產生各種活性物質，包括臭氧、自由基等等，物質的類型取決于氣相成分。這些活性物質通過氣相表層溶解在水中，與水中的污染物反應。沿面放電過程中產生的自由基具有強氧化性，在污染物降解中起到了至關重要的作用，但是自由基的瞬間湮滅性使其難以與液相中的污染物接觸。因此，采用催化技術提高自由基的產率以及促進溶于水相的臭氧、H2O2等物質轉化成自由基具有重要的意義。
[0004]炭凝膠是近年來發展的一種新型多孔性炭材料，以介孔為主，具有密度小、比表面積大、孔隙率發達和孔徑可調節等優點，在吸附劑、催化劑載體領域很有應用前景。金屬摻雜炭凝膠材料的性質使得它作為吸附劑或是催化劑都極具優勢。錳鈦共摻雜炭凝膠可充分利用脈沖放電時產生的臭氧以及紫外等，從而提高沿面放電等離子體體系中自由基的產率和能量利用率，實現對有機污染物的聞效降解。

【發明內容】

[0005]本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種錳鈦共摻雜炭凝膠催化沿面放電去
除微囊藻毒素裝置。
[0006]錳鈦共摻雜炭凝膠催化沿面放電去除微囊藻毒素裝置包括電源、反應器和曝氣裝置，其特征在于:所述的電源為高壓脈沖電源，所述的脈沖為陡前沿窄脈沖，脈寬為1-2μ s，所述的反應器為一個可拆卸頂蓋和底蓋的絕緣圓柱筒，在反應器頂蓋的中心處開有第一中心孔，通過第一中心孔用法蘭固定正電極，在反應器底蓋的中心處開有第二中心孔，通過第二中心孔用法蘭固定負電極，正電極和負電極分別與高壓脈沖電源的正負極相連，反應器頂蓋上設有出氣孔，反應器底蓋與負電極之間設有微曝氣管，微曝氣管通過進氣孔與曝氣裝置相連，使裝置內投加的錳鈦共摻雜炭凝膠顆粒流化。所述的曝氣裝置包括氣體流量計和與其相連的空氣泵，氣體流量計與反應器側壁底端的進氣孔相連，進氣孔設置在反應器側壁底端；
[0007]所述的反應器中正電極和負電極的材料為不銹鋼材料，且正負電極均是螺紋桿與圓盤固定連接結構，圓盤上有28個均勻分布的直徑8 mm的小孔；正電極置于液面上
0.5-2cm處，負電極置于反應器底部微孔曝氣裝置之上。
[0008]本實用新型的有益效果在于:結構簡單，操作方便，通過曝空氣，提高了活性物質的產率，且使錳鈦共摻雜炭凝膠顆粒流化起來，與污染物充分接觸。負載在炭凝膠材料表面的過渡金屬錳和鈦可有效的提高氫氧自由基的產率。針對藻毒素的體積所制備的炭凝膠材料的微孔-介孔結構可富集微囊藻毒素，從而提高了藻毒素的去除效果，降低了運行成本。可用于飲用水源水藻類爆發時藻毒素的去除，也可用于飲用水源水中微污染有機物的去除。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1.錳鈦共摻雜炭凝膠催化沿面放電等離子體反應裝置。
【具體實施方式】
[0010]為了更好的理解本實用新型，下面結合附圖以及具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0011]如圖1所示，錳鈦共摻雜炭凝膠催化沿面放電去除微囊藻毒素裝置包括電源1、反應器2和曝氣裝置，所述的電源I為高壓脈沖電源，所述的脈沖為陡前沿窄脈沖，脈寬為1-2μ S，所述的反應器2為一個有可拆卸頂蓋和底蓋的絕緣圓柱筒，在反應器2頂蓋3的中心處開有第一中心孔，通過第一中心孔用法蘭固定正電極5，在反應器2底蓋4的中心處開有第二中心孔，通過第二中心孔用法蘭固定負電極6，正電極5和負電極6分別與電源I的正負極相連，反應器2頂蓋上設有出氣孔7，反應器2側壁底端設有曝氣管9，通過反應器2側壁底端的進氣孔8，依次與氣體流量計10和空氣泵11連接。其中反應器中正電極5和負電極6的材料為不銹鋼材料，且正負電極均是螺紋桿與圓盤固定連接結構，圓盤上有28個均勻分布的直徑8 mm的小孔,所述的正電極置于液面上0.5-2cm處,負電極置于反應器底部微孔曝氣裝置之上。
【權利要求】
1.錳鈦共摻雜炭凝膠催化沿面放電去除微囊藻毒素裝置，包括電源、反應器和曝氣裝置，其特征在于:所述的電源為高壓脈沖電源，所述的脈沖為陡前沿窄脈沖，脈寬為1-2μ s，所述的反應器為一個可拆卸頂蓋和底蓋的絕緣圓柱筒，在反應器頂蓋的中心處開有第一中心孔，通過第一中心孔用法蘭固定正電極，在反應器底蓋的中心處開有第二中心孔，通過第二中心孔用法蘭固定負電極，正電極和負電極分別與高壓脈沖電源的正負極相連，反應器頂蓋上設有出氣孔，反應器底蓋與負電極之間設有微曝氣管，微曝氣管通過進氣孔與曝氣裝置相連，使裝置內投加的錳鈦共摻雜炭凝膠顆粒流化；所述的曝氣裝置包括氣體流量計和與其相連的空氣泵，氣體流量計與反應器側壁底端的進氣孔相連，進氣孔設置在反應器側壁底端； 所述的反應器中正電極和負電極的材料為不銹鋼材料，且正負電極均是螺紋桿與圓盤固定連接結構，圓盤上有28個均勻分布的直徑8 mm的小孔；正電極置于液面上0.5_2cm處，負電極置于反應器底部微孔曝氣裝置之上。
【文檔編號】C02F1/78GK203612988SQ201320648414
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年10月21日 優先權日:2013年10月21日
【發明者】辛青, 高秀敏, 逯鑫淼 申請人:杭州電子科技大學