设备管理
一种污水处理用光催化反应装置陈俊芳卢秋菊张敏陈冬玲
徐斌（重庆文理学院，重庆永川402160）
环境光催化技术依靠一些半导体材料如：二氧化钛、二氧化锌等自身的性能，在光的作用下污染物在材料表面发生化学反应，生成一些对环境无毒无害的小分子物质，从面达到净化的目的。该方法无毒、环保、能耗低，固此受到了国内外研究者的极大关注。
1传统检测设备及工作流程
下图是常见的一种反应容器，其主要包括三个部分，电源，
反应容器，搅拌装置。其工作流程如下：首先，在烧杯中配制定浓度的待降解染料，加人一定量的催化剂，超声使催化剂完全分散。然后连接好装置，将溶液由取样口倒人反应容器，开启搅拌装置，使催化剂不至于沉底，再打开光源电源，开始进行反应，。反应开始后，每隔一定时闻用滴管从取样口中吸取3 5mL溶液，待反应结束后，将溶液在离心机中离心，取上层清液在紫外-可见分光光度计中测试其吸光度，根据吸光度的变化，判断其降解效果。
出水取
灯丝
净排
拼控子
搅拌器
图1.现有的光催化降解实验反应系统
2传统检测设备的不足
首先，其操作过程比较复杂，步骤繁多，反应过程中必须时刻等待取样，耗费人力。其次，反应结束后得到的数据为一个一个离散的点，无法有效反映点与点之间细微的浓度变化，只能获得一个大概的变化趋势，不利于围观分析。更重要的是，使用其检测时只能使用粉未状的催化剂，面目前研究者正大力
开发固定化的催化剂，如薄膜催化剂。 3新系统的构造和工作流程
针对以上不足，我们设计了一款自动化的光催化反应系统。如图2所示，该系统主要包括两个部分，一个是催化反应系统，另一个是数字监测系统。首先是催化反应系统，在一个固定体租容器中设计了一个进水口和一个出水口，用于水样的进出，当水样从进水口进人后，首先经过一道过滤装置，以使其中的大颗粒不溶物质直接过滤掉，过滤后的水样再经过载有催化剂的薄膜，在光源的配合下发生光催化反应，使其中的有机污
化置界2015年3月
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染物得到降解，然后经出水口离开。如果是粉末样品，则将其中的薄膜部分取下，在出水口的前端加人微孔滤膜，将粉末样品直接放人两块滤膜之间，再搅拌即可实现光催化反应。为了便于反应过程中的控制和监测，在该系统中引入了一个数字控制和监测装置，主要包括传感器、光源、控制器、显示器、水泵、搅拌器。光源位于反应容器中央，同时为了更有效利用光能，在反应容器内壁加人反射装置，使光路在容器中来回反射，提高光利用效率，通过与控制器连接，主要是为了使整个系统在一个控制界面上完成控制。传感器分别置于进水口、反应容器中央和出水口，可以实时反馈系统中各个区域的水质变化，是这套装置中最核心的部分。水案的作用是为了防止反应后的水质不达标而需要将其重新送人系统中时面设置的，该系统不仅适用于一般实验室内的光催化反应实验还可以作为家用净水装置。
聚灯
*C
三次患水口
k格格制es 品示教
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图2.设计改进后的系统
4结语
实验结果数字化显示，大大提高了检测的效率，节省了人力，得到的结果也更加准确，能大大的减少了原来处理污水过程中的繁杂程序过程，使用方便，简单，使用该设备不需要进行使用设备的人员培训过程，在资金上也减少的大部分资金开支，使用该设备更加的环保，适合现代社会的发展需要。同时，该系统还可以作为家用的纯水净化装置，具有实用，节能等特点。另外，该装置稍作改进还可以应用到一些工业级大型污水处理厂，自来水厂等。该设备真正实现了现代社会的自动化处理系统设备。
基金项目：本文系重庆文理学院2014年度学生科研立项学生科技创新重大培育项目（编号：2014ZDPY03)系列研究成果
作者简介：陈俊芳、卢秋菊、张敏、陈冬玲，重庆文学院材料与化工学院2013级化学工程与工艺专业学生；徐斌，重庆文学院电子电气工程学院2013级电信专业学生。
通讯作者：刘碧桃，重庆文理学院新材料研究院副教授，博士，重庆文理学院2014年度学生科研立项学生科技创新重大培育项目(编号：2014ZDPY03)指导教师.