PL222197B1 - Sposób oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych oraz wkład fotokatalityczny do oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych - Google Patents

Sposób oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych oraz wkład fotokatalityczny do oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych

Info

Publication number
PL222197B1
PL222197B1 PL397133A PL39713311A PL222197B1 PL 222197 B1 PL222197 B1 PL 222197B1 PL 397133 A PL397133 A PL 397133A PL 39713311 A PL39713311 A PL 39713311A PL 222197 B1 PL222197 B1 PL 222197B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
photocatalytic
titanium dioxide
aqueous solutions
organic impurities
metal mesh
Prior art date
Application number
PL397133A
Other languages
English (en)
Other versions
PL397133A1 (pl
Inventor
Bogusław Bobowski
Jan Subocz
Dariusz Kowalski
Piotr Brożek
Antoni Waldemar Morawski
Original Assignee
Zachodniopomorski Univ Tech W Szczecinie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zachodniopomorski Univ Tech W Szczecinie filed Critical Zachodniopomorski Univ Tech W Szczecinie
Priority to PL397133A priority Critical patent/PL222197B1/pl
Publication of PL397133A1 publication Critical patent/PL397133A1/pl
Publication of PL222197B1 publication Critical patent/PL222197B1/pl

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222197 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 397133 (51) Int.Cl.
C02F 1/72 (2006.01) C02F 1/32 (2006.01) B01J 21/06 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 25.11.2011 B01J 35/04 (2006.01)
Sposób oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych (54) oraz wkład fotokatalityczny do oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych
(73) Uprawniony z patentu:
(43) Zgłoszenie ogłoszono: ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY W SZCZECINIE, Szczecin, PL
27.05.2013 BUP 11/13 (72) Twórca(y) wynalazku: BOGUSŁAW BOBOWSKI, Szczecin, PL JAN SUBOCZ, Szczecin, PL DARIUSZ KOWALSKI, Szczecin, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: PIOTR BROŻEK, Szczecin, PL
29.07.2016 WUP 07/16 ANTONI WALDEMAR MORAWSKI, Szczecin, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Renata Zawadzka
PL 222 197 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych w reaktorze fotokatalitycznym w obecności dwutlenku tytanu jako katalizatora oraz wkład fotokatalityczny do oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych.
Z polskiego zgłoszenia patentowego P 382362 znany jest sposób oczyszczania wody polegający na tym, że ditlenek tytanu dysperguje się w roztworze szkła wodnego z niewielką ilością wody destylowanej i tak otrzymaną zawiesinę rozprowadza się homogenicznie na tkaninę, korzystnie szare płótno, następnie suszy się przez 24 godziny na powietrzu. Otrzymaną tkaninę przymocowuje się do ścianek reaktora przepływowego, w którym oczyszcza się wodę ze ścieków fenolowych poddając je promieniowaniu UV. W celu przyspieszenia rozkładu fenolu, do ścieków dodaje się utleniacza, ko3 rzystnie w postaci nadtlenku wodoru w ilości do 9,8 mmol/dm3. Tkaninę przymocowuje się do wewnętrznych ścianek reaktora tak, że przylega ona do ścianek.
Trwałe i trudno degradowane związki organiczne są obecne w ściekach z różnych źródeł, przemysłu, rolnictwa bądź z zwykłych gospodarstw domowych. W przeciągu ostatnich kilkunastu lat coraz większą uwagę zaczęto poświęcać procesom zaawansowanego utleniania (AOP-Advanced Oxidation Processes) a w szczególności procesowi fotokatalizy jako metodą oczyszczania tych ścieków. Uznane są one za tzw. „destruktywne” metody oczyszczania wody. W przeciwieństwie do procesów takich jak membranowe czy adsorpcyjne oczyszczanie wody, metody te nie oddzielają, lecz degradują szkodliwe substancje, aż nastąpi ich całkowita mineralizacja do dwutlenku węgla, wody oraz ewentualnie innych nieszkodliwych produktów ubocznych. Pomimo występowania różnych układów reakcyjnych, wszystkie techniki mają wspólną cechę. Jest nią powstawanie wysoce reaktywnych rodników hydroksylowych OH-, zdolnymi do prawie całkowitej mineralizacji większości związków organicznych. Jednym z głównych problemów związanych z przeniesieniem procesów fotokatalitycznych ze skali laboratoryjnej do skali przemysłowej jest potrzeba oddzielenia katalizatora od mieszaniny reakcyjnej po procesie oczyszczania wody. W przypadku prowadzenia reakcji z fotokatalizatorem zawieszonym w roztworze jednymi metodami są sedymentacja, koagulacja lub filtracja. Możliwa jest jednak immobilizacja katalizatora na stałym nośniku niwelująca potrzebę jego późniejszego oddzielenia od mieszaniny.
Sposób oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych w reaktorze przepływowym z wkładem fotokatalitycznym w postaci siatki metalowej pokrytej ditlenkiem tytanu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że stosuje się siatkę metalową pokrytą co najmniej jedną warstwą farby fotokatalitycznej zawierającej ditlenek tytanu, na którą przed wyschnięciem rozpyla się dodatkowo proszek fotokatalizatora w postaci ditlenku tytanu. Tak przygotowanej siatce nadaje się kształt odpowiadający wnętrzu fotoreaktora przez mechaniczne formowanie. Następnie siatkę suszy się, korzystnie w temperaturze otoczenia, po czym umieszcza w reaktorze. Korzystnie stosuje się siatkę o oczkach 1x1 cm. Korzystnie siatki układa się w reaktorze fotokatalitycznym wielowarstwowo.
Wkład fotokatalityczny według wynalazku w postaci siatki metalowej pokrytej ditlenkiem tytanu charakteryzuje się tym, że stanowi go co najmniej jedna siatka metalowa pokryta co najmniej jedną warstwą farby fotokatalitycznej zawierającej ditlenek tytanu, oraz proszkiem fotokatalizatora w postaci ditlenku tytanu, uformowana mechanicznie w kształcie wnętrza fotoreaktora.
Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że wkład jest trwały mechanicznie, odporny na fotokorozję, umożliwia w miarę swobodny przepływ wody oraz można go uformować do kształtu odpowiedniego do kształtu wnętrza fotoreaktora.
P r z y k ł a d 1
Przygotowano mieszankę farby fotokatalitycznej na bazie ditlenku tytanu TITANIUM FA, którą naniesiono następnie na materiały w kształcie siatki, z drutu stalowego nierdzewnego o oczkach o wymiarach 1 na 1 cm. Proces nakładania farby powtórzono trzykrotnie po każdym etapie na wilgotną powierzchnię farby, rozpylając fotokatalizator P-25 (Firmy Evonik, wcześniej Degussa). Następnie tak przygotowanym fragmentom siatki nadano kształt wnętrza fotoreaktora przez mechaniczne formowania. Po wysuszeniu umieszczono w pilotażowym reaktorze fotokatalitycznym, układając je w 3 warstwach. Przeprowadzono serię badań mających na celu określenie skuteczności wkładu do celów oczyszczania wody z wzorcowego zanieczyszczenia organicznego jakim jest fenol. Przeprowadzono badanie degradacji i mineralizacji fenolu na pilotażowej instalacji fotokatalitycznej posiadającej wkład 3 w kształcie siatki otrzymany metodą jak w opisie powyżej. Zbiornik napełniono 1350 dm3 wody wodociągowej i dodano 35,25 g krystalicznego fenolu. Przeprowadzono analizę zmian stężenia ogólnego
PL 222 197 B1 węgla organicznego oraz absorbancji UV-Vis w celu określenia szybkości degradacji fenolu. Po 5 godzinach badania uzyskano mineralizacje 8,67% gramów ogólnego węgla organicznego oraz spadek absorbancji UV-Vis o 20,7%.
P r z y k ł a d 2
Przygotowano wkład jak w przykładzie pierwszym, z tym, że farbę fotokatalityczną oraz ditlenek tytanu nałożono 3-krotnie. Przeprowadzono badanie degradacji i mineralizacji fenolu na pilotażowej instalacji fotokatalitycznej wkład w kształcie siatki otrzymany metodą jak w opisie powyżej. Zbiornik 3 napełniono 1350 dm3 wody wodociągowej i dodano 35,25 g krystalicznego fenolu. Przeprowadzono analizę zmian stężenia ogólnego węgla organicznego oraz absorbancji UV-Vis w celu określenia szybkości degradacji fenolu. Po 10 godzinach badania uzyskano mineralizacje 17,26% gramów ogólnego węgla organicznego oraz spadek absorbancji UV-Vis o 38,81%.
P r z y k ł a d 3
Przygotowano wkład jak w przykładzie pierwszym, z tym, że farbę fotokatalityczną oraz ditlenek tytanu nałożono 1-krotnie. Przeprowadzono badanie degradacji i mineralizacji fenolu na pilotażowej instalacji fotokatalitycznej wkład w kształcie siatki otrzymany metodą jak w opisie powyżej. Zbiornik 3 napełniono 1350 dm3 wody wodociągowej i dodano 35,25 g krystalicznego fenolu. Przeprowadzono analizę zmian stężenia ogólnego węgla organicznego oraz absorbancji UV-Vis w celu określenia szybkości degradacji fenolu. Po 10 godzinach badania uzyskano mineralizacje 12,5% gramów ogólnego węgla organicznego oraz spadek absorbancji UV-Vis o 25,4%.
P r z y k ł a d 4
Przygotowano wkład jak w przykładzie pierwszym, z tym, że farbę fotokatalityczną oraz ditlenek tytanu nałożono 2-krotnie. Przeprowadzono badanie degradacji i mineralizacji fenolu na pilotażowej instalacji fotokatalitycznej wkład w kształcie siatki otrzymany metodą jak w opisie powyżej. Zbiornik 3 napełniono 1350 dm3 wody wodociągowej i dodano 35,25 g krystalicznego fenolu. Przeprowadzono analizę zmian stężenia ogólnego węgla organicznego oraz absorbancji UV-Vis w celu określenia szybkości degradacji fenolu. Po 10 godzinach badania uzyskano mineralizacje 15,1% gramów ogólnego węgla organicznego oraz spadek absorbancji UV-Vis o 28,5%.
P r z y k ł a d 5
Przygotowano wkład jak w przykładzie pierwszym, z tym, że farbę fotokatalityczną oraz ditlenek tytanu nałożono 3-krotnie. Przeprowadzono badanie degradacji i mineralizacji fenolu na pilotażowej instalacji fotokatalitycznej wkład w kształcie siatki otrzymany metodą jak w opisie powyżej. Zbiornik 3 napełniono 1350 dm3 wody wodociągowej i dodano 35,25 g krystalicznego fenolu. Przeprowadzono analizę zmian stężenia ogólnego węgla organicznego oraz absorbancji UV-Vis w celu określenia szybkości degradacji fenolu. Po 15 godzinach badania uzyskano mineralizacje 42,02% gramów ogólnego węgla organicznego oraz spadek absorbancji UV-Vis o 55,49%.
P r z y k ł a d 6
Przygotowano wkład jak w przykładzie pierwszym, z tym, że farbę fotokatalityczną oraz ditlenek tytanu nałożono 3-krotnie. Przeprowadzono badanie degradacji i mineralizacji fenolu na pilotażowej instalacji fotokatalitycznej wkład w kształcie siatki otrzymany metodą jak w opisie powyżej. Zbiornik 3 napełniono 1350 dm3 wody wodociągowej i dodano 35,25 g krystalicznego fenolu. Przeprowadzono analizę zmian stężenia ogólnego węgla organicznego oraz absorbancji UV-Vis w celu określenia szybkości degradacji fenolu. Po 20 godzinach badania uzyskano mineralizacje 62,08% gramów ogólnego węgla organicznego oraz spadek absorbancji UV-Vis o 86,82%.
P r z y k ł a d 7
Przygotowano wkład jak w przykładzie pierwszym, z tym, że farbę fotokatalityczną oraz ditlenek tytanu nałożono 3-krotnie. Przeprowadzono badanie degradacji i mineralizacji fenolu na pilotażowej instalacji fotokatalitycznej wkład w kształcie siatki otrzymany metodą jak w opisie powyżej. Zbiornik 3 napełniono 1350 dm3 wody wodociągowej i dodano 35,25 g krystalicznego fenolu. Przeprowadzono analizę zmian stężenia ogólnego węgla organicznego oraz absorbancji UV-Vis w celu określenia szybkości degradacji fenolu. Po 25 godzinach badania uzyskano mineralizacje 73,49% gramów ogólnego węgla organicznego oraz spadek absorbancji UV-Vis o 96,81%.
PL 222 197 B1

Claims (5)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych w reaktorze przepływowym z wkładem fotokatalitycznym w postaci siatki metalowej pokrytej ditlenkiem tytanu, znamienny tym, że stosuje się siatkę metalową pokrytą co najmniej jedną warstwą farby fotokatalitycznej zawierającej ditlenek tytanu, na którą przed wyschnięciem rozpyla się dodatkowo proszek fotokatalizatora w postaci ditlenku tytanu, zaś kształt siatki odpowiadający wnętrzu fotoreaktora nadaje się przez mechaniczne formowanie, suszy się i umieszcza w reaktorze.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się siatkę o oczkach 1x1 cm.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że siatkę suszy się w temperaturze otoczenia.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że siatki układa się w reaktorze fotokatalitycznym wielowarstwowo.
  5. 5. Wkład fotokatalityczny do oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych w reaktorze przepływowym w postaci siatki metalowej pokrytej ditlenkiem tytanu, znamienny tym, że siatka metalowa pokryta jest co najmniej jedną warstwą farby fotokatalitycznej zawierającej ditlenek tytanu, oraz proszkiem fotokatalizatora w postaci ditlenku tytanu, uformowana mechanicznie w kształcie wnętrza fotoreaktora.
PL397133A 2011-11-25 2011-11-25 Sposób oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych oraz wkład fotokatalityczny do oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych PL222197B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL397133A PL222197B1 (pl) 2011-11-25 2011-11-25 Sposób oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych oraz wkład fotokatalityczny do oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL397133A PL222197B1 (pl) 2011-11-25 2011-11-25 Sposób oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych oraz wkład fotokatalityczny do oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL397133A1 PL397133A1 (pl) 2013-05-27
PL222197B1 true PL222197B1 (pl) 2016-07-29

Family

ID=48522791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL397133A PL222197B1 (pl) 2011-11-25 2011-11-25 Sposób oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych oraz wkład fotokatalityczny do oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL222197B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL397133A1 (pl) 2013-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ling et al. Performance of photocatalytic reactors using immobilized TiO2 film for the degradation of phenol and methylene blue dye present in water stream
Sampaio et al. Ag-loaded ZnO materials for photocatalytic water treatment
Mosleh et al. Intensification of abamectin pesticide degradation using the combination of ultrasonic cavitation and visible-light driven photocatalytic process: Synergistic effect and optimization study
Farzana et al. Exploitation of zinc oxide impregnated chitosan beads for the photocatalytic decolorization of an azo dye
Portela et al. Photocatalysis for continuous air purification in wastewater treatment plants: from lab to reality
Durán et al. Photocatalytic degradation of aniline using an autonomous rotating drum reactor with both solar and UV-C artificial radiation
de Mello Peters et al. Photocatalytic degradation of methylene blue using TiO2 supported in ceramic material
Jaafar et al. Significant effect of ph on photocatalytic degradation of organic pollutants using semiconductor catalysts
Abhang et al. Design of photocatalytic reactor for degradation of phenol in wastewater
CN103979635A (zh) 污水净化装置及其隔板的生产工艺
Mozia et al. Immobilized TiO2 for Phenol Degradation in a Pilot‐Scale Photocatalytic Reactor
KR100383035B1 (ko) 광촉매 분해기를 이용한 수족관 정화장치
PL222197B1 (pl) Sposób oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych oraz wkład fotokatalityczny do oczyszczania roztworów wodnych z zanieczyszczeń organicznych
Mohammed et al. BOD5 removal from tannery wastewater over ZnO-ZnFe2O4 composite photocatalyst supported on activated carbon
KR102140116B1 (ko) 유기물 분해능을 구비한 수처리용 유동층 분리막 반응기
JPWO2008072747A1 (ja) 再析出法で合成された耐候性を有する耐汚染材料とその製造方法
JP5610329B2 (ja) ケイ酸塩でコーティングされた酸化チタン揮発性有機化合物分解材料
Sengupta et al. Temperature dependent fabrication of various rod and rhombohedral-shaped mesoporous Co 3 O 4 crystals and their capability towards elimination of toxic Cr (vi) ions from the aquatic environment
Chanathaworn et al. Decolorization of dyeing wastewater in continuous photoreactors using tio 2 coated glass tube media.
WO2023135351A1 (es) Fotocatalizador para el tratamiento de fluidos que contengan materia orgánica
Ismail et al. Surface functionalization of bauxite hollow fibre membrane using copper oxide (CuO) and its reusability for photodegradation of bisphenol A from aqueous solution
JP5604614B2 (ja) 光触媒流動層型水質浄化モジュール及び高効率水質浄化システム
KR100615515B1 (ko) 광촉매의 고정화 방법 및 이 방법을 이용한 광촉매 흡착제
KR100704298B1 (ko) 광촉매 담체와 이의 제조방법 및 광촉매 담체를 이용한수처리 방법
Sheilatina et al. Immobilization of TiO2/bentonite/α-Fe2O3 photocatalyst on glass plates and their study on the degradation of indigo carmine dyes