CN102515303B - 一种河道有机污染光催化治理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种河道有机污染光催化治理装置，具有一个锥形圆筒，其中轴处同轴套一个石英管，石英管内腔设置紫外灯管，在锥形圆筒内侧面和外侧面上均布有尖锥，锥形圆筒内侧面上的尖锥上覆盖有用于紫外光催化的TiO2，锥形圆筒外侧面上的尖锥上覆盖有用于太阳光催化的氮参杂的TiO2，石英管外套至少1个轴承，轴承外圈和锥形圆筒内壁之间固定连接若干个风扇叶状叶片，风扇叶状叶片沿轴承外圈圆周方向均布，风扇叶状叶片表面覆盖TiO2，锥形圆筒下半部分浸没于河水中，其大端口与河道水流方向方向相对；在水流作用下锥形圆筒自动连续滚动形成较薄的液膜，既可使用太阳光又可以使用紫外光源，催化反应表面积大，催化反应表面水膜薄，催化效果好。

Description

一种河道有机污染光催化治理装置
技术领域
本发明涉及河道有机污染光催化治理装置，属于环境保护中污水处理技术领域。
背景技术
传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题，污水治理一直得不到好的解决。1972 年，A. Fujishima和K. Honda在n型半导体TiO2电极上发现了水的光电催化分解作用，TiO2氧化活性较高，化学稳定性好，对人体无毒害，成本低，无污染，应用范围广，因而最受重视，是目前应用最广泛的纳米光催化材料，也是最具有开发前途的绿色环保型催化剂。
纳米TiO2能处理多种有毒化合物，可以将水中的烃类、卤代烃、酸、表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂、木材防腐剂和燃料油等很快地完全氧化为CO2、H2O等无害物质。但到目前为止纳米光催化TiO2技术仍未在废水处理方面得到广泛应用，主要是因为纳米颗粒分离困难，没有简单适用的处理设备。
通过纳米颗粒在载体表面负载，可以解决颗粒分离的问题。但负载有纳米颗粒的载体浸泡于水中的时候，激发光必须透过较厚（往往是数厘米以上）的溶液才能照射到催化剂上。而事实上，无论是在紫外光区还是可见光区，有机物溶液（尤其是带色有机物废水）都会有不同程度的光吸收，这势必会引起激发光不同程度的光损失，使得到达催化剂表面的光强度下降，从而使得光生电子和空穴的产率下降，最终使得污染物的降解效率降低。
河道水污染严重，严重影响了农村灌溉和饮用用水，光催化是一种有效的水处理方法，目前已有的适合农村河道处理方式主要是靠水生生物处理，或者利用太阳光的可见光催化作用，催化处理周期长，效果不明显。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种催化效果好的河道有机污染光催化治理装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：具有一个锥形圆筒，锥形圆筒的中轴处同轴套一个石英管，石英管内腔设置紫外灯管，在锥形圆筒内侧面和外侧面上均布有尖锥，锥形圆筒内侧面上的尖锥上覆盖有用于紫外光催化的TiO2，锥形圆筒外侧面上的尖锥上覆盖有用于太阳光催化的氮参杂的TiO2，石英管外套至少1个轴承，轴承外圈和锥形圆筒内壁之间固定连接若干个风扇叶状叶片，风扇叶状叶片沿轴承外圈圆周方向均布，风扇叶状叶片表面覆盖有用于紫外光催化的TiO2，锥形圆筒下半部分浸没于河水中，锥形圆筒的大端口与河道水流方向方向相对。
本发明的有益效果是：该装置设置于水面，在水流作用下锥形圆筒可以自动连续滚动，可以形成较薄的液膜，有利于液体流动形成液膜，而不是水滴，锥形圆筒内辐射状安装的尖锥可以扩大液膜面积；本发明既可以使用太阳光又可以使用紫外光源进行污染物催化，紫外光源置于锥形圆筒内部可以保证激发光不流失浪费，外侧尖锥表面在太阳光作用下可以发生可见光催化分解，催化反应表面积大，催化反应表面水膜薄，催化效果好，节省了电力。试验证明：对于COD浓度在120 mg/L的河道水，经过有该设备持续处理5h之后的出水的COD去除率达80%。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图；
图2是本发明的立体结构示意图；
图中：1.锥形圆筒；2.尖锥；3.风扇叶状叶片；4.轴承；5.石英管；6.紫外灯管；7.支脚。
具体实施方式
参照图1-2，本发明具有一个锥形圆筒1，锥形圆筒1的大端和小端之间的锥度范围在10°~20°。在锥形圆筒1内侧面和外侧面上均布有若干个尖锥2，尖锥2呈辐射状均匀布满在锥形圆筒1内侧面和外侧面上，锥形圆筒1内侧面上的尖锥2固定垂直于内侧面，向锥形圆筒1中轴方向延伸，锥形圆筒1外侧面上的尖锥2固定垂直于外侧面，向外部延伸。在锥形圆筒1内侧面上的尖锥2上覆盖有用于紫外光催化的TiO2，在锥形圆筒1外侧面上的尖锥2上覆盖有用于太阳光催化的氮参杂的TiO2。在锥形圆筒1的中轴处同轴套一个石英管5，石英管5的两端穿在锥形圆筒1外部。在石英管5内腔设置紫外灯管6。石英管5外套至少1个轴承4，在轴承4外圈和锥形圆筒1内壁之间固定连接若干个风扇叶状叶片3，风扇叶状叶片3沿轴承4外圈圆周方向均布。在风扇叶状叶片3表面也覆盖有用于紫外光催化的TiO2。
本发明在使用时，将石英管5的两端固定支撑在支脚7上端，支脚7下端伸入河道，将锥形圆筒1下半部分尽量多的浸没在河道中，同时紫外灯管6位于河道水面上，要避免将紫外灯管6浸没水中，将锥形圆筒1轴向方向和水流方向一致，并且使锥形圆筒1的大端口与河道水流方向方向相对，在水流的冲击下，风扇叶状叶片3会自动转动并带动锥形圆筒1转动，转动过程中会在锥形圆筒1表面形成薄薄液膜，同时在紫外灯和太阳光的作用下催化分解，将河道中污染物净化。

Claims (2)

1.一种河道有机污染光催化治理装置，其特征是：具有一个锥形圆筒（1），锥形圆筒（1）的中轴处同轴套一个石英管（5），石英管（5）内腔设置紫外灯管（6），在锥形圆筒（1）内侧面和外侧面上均布有尖锥（2），锥形圆筒（1）内侧面上的尖锥（2）上覆盖有用于紫外光催化的TiO2，锥形圆筒（1）外侧面上的尖锥（2）上覆盖有用于太阳光催化的氮参杂的TiO2，石英管（5）外套至少1个轴承（4），轴承（4）外圈和锥形圆筒（1）内壁之间固定连接若干个风扇叶状叶片（3），风扇叶状叶片（3）沿轴承（4）外圈圆周方向均布，风扇叶状叶片（3）表面覆盖有用于紫外光催化的TiO2，锥形圆筒（1）下半部分浸没于河水中，锥形圆筒（1）的大端口与河道水流方向方向相对。
2.根据权利要求1所述的一种河道有机污染光催化治理装置，其特征是：锥形圆筒（1）的锥度为10°~20°。
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