【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光催化产过氧化氢和灭菌，尤其涉及一种基于光催化生产过氧化氢的压载水灭菌反应器及使用方法。
技术介绍
1、随着海上运输的快速发展，压载水的肆意排放使得海洋污染问题日益严重。未得到有效处理的压载水直接排入海洋会引起本土海洋生物灭绝等风险。因此，如何有效处理压载水得到了广泛的关注。常见的压载水处理方法有电化学、紫外线辐射和臭氧等。但这些方法都具有明显的缺点。相对于这些传统处理方法，过氧化氢(h2o2)灭菌为处理压载水提供了一条更加绿色、环保的道路。h2o2的灭菌效率高，同时长时间使用h2o2不会使细菌产生耐药性。h2o2的分解产物仅为水和氧气，在消毒时也不会产生有毒的副产物。
2、然而，目前工业上大规模生产h2o2的方法为蒽醌法，但面临着消耗大量能源、工艺复杂、产生有毒废液和依赖贵金属催化剂等缺点。同时，为了节约成本，通常会将h2o2浓缩之后进行运输。但是高浓度的h2o2需要特定的容器进行运输，还伴随着爆炸的风险。在实际使用中，还需要将高浓度的h2o2稀释至合适的浓度进行使用。如此繁琐且复杂的步骤显然无法应用于船舶压载水灭菌。因此，急需寻找一种能够绿色、安全原位生产h2o2的技术。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于光催化生产过氧化氢的压载水灭菌反应器及使用方法，以克服上述技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种基于光催化生产过氧化氢的压载水灭菌反应器，包括基于光催化生产获取含有过氧化氢水溶液的过氧化氢生
4、用于将含有过氧化氢的水溶液与未经处理的压载水进行混合的混合模块；
5、以及用于对混合后的压载水中的海洋微生物进行消杀的灭菌模块；
6、且所述氧化氢生产模块、混合模块以及灭菌模块依次相连。
7、进一步的，所述过氧化氢生产模块包括第一氙灯、模块本体结构、第一液体蠕动泵、氧气瓶以及气体流量计；
8、所述氧气瓶、气体流量计以及模块本体结构顺次连接；
9、所述模块本体结构包括第一上盖板、硅胶密封圈、负载光催化剂的疏水碳纸、ptfe膜以及第一下底板；
10、且所述第一上盖板与第一下底板分别设有液体容置槽结构与气体流通槽结构；
11、所述第一液体蠕动泵通过管路与液体容置槽结构的一侧连通；
12、所述氧气瓶、气体流量计以及气体流通槽结构的一侧连通；
13、所述硅胶密封圈设置在第一上盖板的底端，所述ptfe膜设置在第一下底板的顶端，且所述疏水碳纸设置在硅胶密封圈与ptfe膜之间；
14、所述第一氙灯设置在模块本体结构的顶端。
15、进一步的，所述混合模块包括第二液体蠕动泵、第三液体蠕动泵、第一单向阀、第二单向阀、三通接头以及未处理压载水水槽；
16、所述第二液体蠕动泵的一端通过管路与液体容置槽结构的另一侧连通，且第二液体蠕动泵的另一端通过管路依次与第一单向阀、三通接头的输入端连接；
17、所述第三液体蠕动泵的一端通过管路与未处理压载水水槽连接，且第三液体蠕动泵的另一端通过管路依次与第二单向阀、三通接头的输入端连接；
18、所述三通接头的输出端连接至灭菌模块。
19、进一步的，所述灭菌模块包括第二氙灯、第二上盖板、负载光催化剂的玻璃片以及第二下底板；
20、所述玻璃片安装在第二下底板开设的安装槽结构内，并与第二上盖板形成一体结构，且第二上盖板开设有灭菌槽结构，且所述灭菌槽结构与玻璃片形成流通通道；
21、所述第二氙灯设置在一体结构的顶端。
22、一种基于光催化生产过氧化氢的压载水灭菌反应器的使用方法，包括以下步骤：
23、s1：打开第一氙灯、氧气瓶以及气体流量计；
24、并通过开启第一液体蠕动泵向上盖板的液体容置槽结构输送去离子水；
25、所述氧气瓶输出的氧气经气体流量计传输至第一下底板的气体流通槽结构，并穿过ptfe膜传输至液体容置槽结构；
26、所述第一氙灯激发负载在疏水碳纸上的光催化剂，以得到第一光生电子与第一光生空穴；
27、所述第一光生电子用于还原氧气生成过氧化氢；
28、所述第一光生空穴用于氧化水生成过氧化氢；
29、且使得所述疏水碳纸上负载有光催化剂的方法为
30、首先将c3n5均匀分散在无水乙醇中，之后再加入5％nafion溶液获取c3n5分散液，最后将c3n5分散液均匀喷涂在疏水碳纸的疏水面，且光催化剂负载量为5mg/cm2；
31、s2：通过开启混合模块将过氧化氢生产模块获取的过氧化氢水溶液与未处理压载水水槽中的未处理压载水进行混合，获取混合溶液；
32、s3：开启第二氙灯并通过三通接头将混合溶液传输至灭菌模块；
33、所述第二氙灯激发负载在玻璃片上的光催化剂，以获取用于对未处理压载水中海洋微生物的消杀的第二光生电子与第二光生空穴；
34、且使得所述玻璃片上负载有光催化剂的方法为
35、首先将bicro/fe-mof均匀分散在无水乙醇中，之后再加入5％nafion溶液获取bicro/fe-mof分散液，最后将bicro/fe-mof分散液均匀喷涂在玻璃片上，且光催化剂负载量为10mg/cm2；
36、所述第二光生电子用于将过氧化氢与光催化剂中的fe2+发生化学反应，获取fe3+与羟基自由基，且所述羟基自由基用于对未处理压载水中海洋微生物进行消杀，所述第二光生电子用于将fe3+还原成fe2+；
37、并通过管路将通过灭菌模块处理后的压载水传输至处理压载水水槽。
38、有益效果：本专利技术提供了一种基于光催化生产过氧化氢的压载水灭菌反应器及使用方法，通过过氧化氢生产模块获取含有过氧化氢水溶液，并将其传输至混合模块，以用于将含有过氧化氢的水溶液与未经处理的压载水进行混合获取混合溶液，通过灭菌模块对混合溶液中的海洋微生物进行消杀，以实现对压载水的处理，且结构简单操作便捷，只需要光源、水以及氧气，就能够安全、绿色的生产过氧化氢并将其应用于船舶压载水灭菌，解决了传统蒽醌法能耗高、运输成本高和不适合在船舶上使用缺陷。
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1.一种基于光催化生产过氧化氢的压载水灭菌反应器，其特征在于，包括基于光催化生产获取含有过氧化氢水溶液的过氧化氢生产模块(110)；
2.根据权利要求1所述的一种基于光催化生产过氧化氢的压载水灭菌反应器，其特征在于，所述过氧化氢生产模块(110)包括第一氙灯(111)、模块本体结构、第一液体蠕动泵(112)、氧气瓶(117)以及气体流量计(118)；
3.根据权利要求2所述的一种基于光催化生产过氧化氢的压载水灭菌反应器，其特征在于，所述混合模块(120)包括第二液体蠕动泵(121)、第三液体蠕动泵(125)、第一单向阀(122)、第二单向阀(126)、三通接头(123)以及未处理压载水水槽(124)；
4.根据权利要求3所述的一种基于光催化生产过氧化氢的压载水灭菌反应器，其特征在于，所述灭菌模块(130)包括第二氙灯(131)、第二上盖板(132)、负载光催化剂的玻璃片(133)以及第二下底板(134)；
5.一种基于光催化生产过氧化氢的压载水灭菌反应器的使用方法，基于权利要求1至4任意一项所述基于光催化生产过氧化氢的压载水灭菌反应
...【技术特征摘要】
1.一种基于光催化生产过氧化氢的压载水灭菌反应器，其特征在于，包括基于光催化生产获取含有过氧化氢水溶液的过氧化氢生产模块(110)；
2.根据权利要求1所述的一种基于光催化生产过氧化氢的压载水灭菌反应器，其特征在于，所述过氧化氢生产模块(110)包括第一氙灯(111)、模块本体结构、第一液体蠕动泵(112)、氧气瓶(117)以及气体流量计(118)；
3.根据权利要求2所述的一种基于光催化生产过氧化氢的压载水灭菌反应器，其特征在于，所述混合模块(120)包括第二液体蠕动泵(121)、...
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