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公開番号2024128911
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-24
出願番号2023095085
出願日2023-06-08
発明の名称光触媒酸化高度処理の装置及びその使用方法
出願人温州大学
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C02F 1/32 20230101AFI20240913BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】光触媒酸化高度処理の装置及びその使用方法を提供する。
【解決手段】シェル、入水管及び出水管を含む光触媒酸化高度処理の装置及びその使用方法であって、前記シェルの内壁には、上半分にある光源が設置され、前記シェルの内には、光触媒ターンテーブルコンポーネントが回転して取り付けられ、前記光触媒ターンテーブルコンポーネントは、透明な材料で作られた支持体を含み、前記支持体に螺旋状の溝が設置され、前記支持体の両側には、ブラケットを介して光触媒膜が固定され、前記入水管内の流入水は、支持体の回転動作によって螺旋状の溝に入り、遠心力を通して光触媒膜の内側に均一に分布して光触媒酸化反応を行っており、光触媒ターンテーブルコンポーネントによる光触媒酸化反応を行い、汚水における新しい汚染物等の分解しにくい有機物を効果的に分解することができ、高品質の放流水を得て、放流水の安全性を向上させることができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
シェル、入水管及び出水管を含み、前記シェルの内壁には、上半分にある光源が設置され、前記シェルの内には、光触媒ターンテーブルコンポーネントが回転して取り付けられ、前記光触媒ターンテーブルコンポーネントは、透明な材料で作られた支持体を含み、前記支持体に螺旋状の溝が設置され、前記支持体の両側には、ブラケットを介して光触媒膜が固定され、前記入水管内の流入水は、支持体の回転動作によって螺旋状の溝に入り、遠心力を通して光触媒膜の内側に均一に分布して光触媒酸化反応を行うことを特徴とする光触媒酸化高度処理の装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記シェルの上半分に光源が配置され、その内壁には反射鏡が設置され、下半分は貯水タンクであり、前記貯水タンクとシェルとの間に遮水層が設置されることを特徴とする請求項１に記載の光触媒酸化高度処理の装置。
【請求項３】
前記光源は、冷光源キセノンランプを使用し、前記光源には、風冷装置が配置され、前記光源は、シェルの上半分の周りの内壁にあることを特徴とする請求項２に記載の光触媒酸化高度処理の装置。
【請求項４】
前記支持体の材料は、石英、ガラス等の透明な材料であり、前記支持体の中央に入水口が設置され、前記支持体のエッジに出水口が設置され、前記支持体は、回転軸受を介してシェルに接続されて反時計回りに回転することを特徴とする請求項１に記載の光触媒酸化高度処理の装置。
【請求項５】
前記回転軸受は、シェルの下半分の中心点の頂端に固定され、シェルと着脱可能に接続され、前記回転軸受と支持体との間に締結具を介して固定されることを特徴とする請求項４に記載の光触媒酸化高度処理の装置。
【請求項６】
前記ブラケットは、２つの構造が同じである正及び反の部分に分けられ、前記ブラケットは、光触媒膜を固定するように支持体の正面及び反面にそれぞれ配置され、前記ブラケットの２つの部分の間に締結具で接続して固定されることを特徴とする請求項１に記載の光触媒酸化高度処理の装置。
【請求項７】
前記光触媒膜内の光触媒は、修飾黒鉛相窒化炭素を採用することを特徴とする請求項６に記載の光触媒酸化高度処理の装置。
【請求項８】
前記入水管は、シェルの下半分の頂部にあり、外部にバルブ及び蠕動ポンプと接続され、前記出水管は、シェルの下半分の底部にあり、外部にバルブと接続され、前記出水管及び入水管はそれぞれ、シェルの両端にあることを特徴とする請求項１に記載の光触媒酸化高度処理の装置。
【請求項９】
前記シェルの材料は、ステンレス鋼、プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック等の材料の１種又は複数種からなることを特徴とする請求項１に記載の光触媒酸化高度処理の装置。
【請求項１０】
上記請求項１～９のいずれか一つの装置を使用して処理し、動作する時、まず、光触媒膜をブラケットを介して支持体の表面に固定し、その後に汚水が、入水管からバルブ及び蠕動ポンプを介して貯水タンクに入り、光触媒膜の１／２を水に浸入させ、該部分の膜は、浸入領域と呼ばれ、他の部分は、露出領域になり、回転軸受は、動作を開始する時に支持体の回転を駆動し、支持体が回転する時、その表面にある光触媒膜は、貯水タンクにおける汚水を吸着し、汚水を浸入領域から露出領域に持ち込んで光源の照射によって光触媒酸化反応を行い、同時に支持体の中央には、入水口があり、該入水口は、貯水タンクに接続され、貯水タンクにおけるテールウォーターは、該入水口から支持体の内側と光触媒膜の接触面に入るとともに、支持体の表面にある螺旋状の溝及びターンテーブルの回転する時の遠心力により、テールウォーターを光触媒膜に均一に分布して光触媒酸化反応を行い、最後に１つの反応サイクルが終了した後、水流は、出水口から排出し、２番目のサイクルを開始することを特徴とする汚水処理に適する装置の使用方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒酸化高度処理の装置及びその使用方法に関し、環境工学の分野に属する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
光触媒技術は、エネルギーと環境分野に重要な利用可能性を持つグリーンテクノロジーである。１９７２年、藤原は最初に発見し、１９７７年に、Ｂａｒｄは半導体光触媒反応を使用して産業廃水中の有害物質を処理することを提案した。光触媒技術は、主に半導体光触媒を介して禁止帯よりも高いエネルギーを吸収した後、電子が励起され正孔を形成し、活性なフリーラジカルを生成し、次にこれらのフリーラジカルによって目的汚染物を攻撃し、それにより触媒分解の目的を達成し、国内外での大量の研究報告には、光触媒酸化方法が水中のハロゲン化炭化水素、カルボン酸、界面活性剤、染料、窒素含有有機物、有機リン殺虫剤などのいずれもに、良好な除去効果があることを示し、通常、分解しにくい有機汚染物であっても、一般に継続的な反応後に完全な鉱化に到達することができる。光触媒プロセスには、半導体材料を光触媒として使用し、これは、常温・常圧の下で行われ、日光を光源として使用する場合、汚水処理のコストを大幅に削減できる。さらに重要なのは、光触媒技術は、汚染物を非毒性の無機小分子およびさまざまな対応する無機イオンに分解して、無害化を達成でき、水質汚染の処理のための新しい潜在的な方法を提供する。
【０００３】
特許文献１に記載のターンテーブルは、直接負荷の光触媒及び２つのターンテーブルの間にガラスシートを設置する方式で光触媒酸化反応を行い、該方式は、光利用率を向上させることができるが、非常に限られ、且つターンテーブルへの光触媒の直接負荷は、装置の運転コストを増加させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
公開番号ＣＮ１０５３３００７１Ａの中国特許
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来技術の欠点及び欠陥を克服するために、光触媒酸化高度処理の装置及びその使用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
シェル、入水管及び出水管を含む光触媒酸化高度処理の装置であって、前記シェルの内壁には、上半分にある光源が設置され、前記シェル内には、光触媒ターンテーブルコンポーネントが回転して取り付けられ、前記光触媒ターンテーブルコンポーネントは、透明な材料で作られた支持体を含み、前記支持体に螺旋状の溝が設置され、前記支持体の両側には、ブラケットを介して光触媒膜が固定され、前記入水管内の流入水は、支持体の回転動作によって螺旋状の溝に入り、遠心力を通して光触媒膜の内側に均一に分布して光触媒酸化反応を行っており、光触媒ターンテーブルコンポーネントを介して光触媒酸化反応を行い、汚水における新しい汚染物質等の分解しにくい有機物を効果的に分解することができ、高品質の放流水を得ることができ、放流水の安全性を向上させることができ、且つ該装置はグリーンエネルギーを使用し、二次汚染を生成せず、光触媒膜の再利用性が良好で、装置の運転コストが削減される。
【０００７】
好ましくは、前記シェルの上半分に光源が配置され、その内壁には反射鏡が設置され、下半分は、貯水タンクであり、前記貯水タンクとシェルとの間に遮水層が設置される。
【０００８】
さらに、前記光源は、冷光源を使用したキセノンランプであり、前記光源には、風冷装置が配置され、前記光源は、シェルの上半分の周りの内壁にあり、光源は、装置シェル全体の上半分にある周りの内壁に配置され、光触媒酸化反応にエネルギーを提供する。
【０００９】
好ましくは、前記支持体の材料は石英、ガラス等の透明な材料であり、前記支持体の中央に入水口が設置され、前記支持体のエッジに放流水口が設置され、前記支持体は、回転軸受を介してシェルに接続されて反時計回りに回転し、水流が遠心力により光触媒膜の内側に均一に分布すると、支持体は透明な材料であるため、光エネルギーを失わない間、光触媒膜の内側に光を渡すことができ、光の利用効率を向上させる。
【００１０】
さらに、前記回転軸受は、シェル下半分の中心点頂端に固定され、シェルと着脱可能に接続され、前記回転軸受と支持体との間に締結具を介して固定され、固定方法は、シンプルで迅速な着脱であり、支持体をシェルの内でスムーズに回転させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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