CN103721564A - 一种光催化剂-ClO2联用除臭装置及除臭方法 - Google Patents

一种光催化剂-ClO2联用除臭装置及除臭方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光催化剂-ClO2联用除臭装置，包括隔离网和喷雾装置，所述隔离网设置于除臭空间周围，所述隔离网上负载有光催化剂；所述光催化剂用于降解空气中的恶臭物质；所述喷雾装置用于向除臭空间中喷淋ClO2消毒液。本发明还公开了一种除臭方法，采用了如上的除臭装置。本发明可以直接在畜禽舍和/或粪池周围使用，在恶臭产生地便可对恶臭进行及时处理，可直接对开放环境进行消毒除臭而不需将臭气集中起来，除臭更方便；另外，本发明以日光为光源，在可见光照射的条件下由光催化剂降解空气中的恶臭物质，不需要设置紫外光光源，不仅能更安全的除臭，而且可以降低除臭成本。

Description

一种光催化剂-ClO2联用除臭装置及除臭方法
技术领域
本发明属于恶臭综合治理技术领域，特别涉及一种光催化剂-ClO2联用除臭装置及除臭方法。
背景技术
养殖场恶臭是养殖场污染治理的难点和热点。养殖场恶臭气体会引起畜禽免疫力下降，影响畜禽的生长状况，且干扰附近居民嗅觉，常引起居民投诉抗议，直接制约着我国生态畜牧业的发展。例如在养猪场中，据统计每万头生猪场，平均每小时向大气排放15.9kgNH3，1.45kgH2S及2.59kg饲料粉尘。以氨气为例，研究发现幼猪生活环境中空气里氨的体积分数达到0.005%，幼猪的增重率会下降12%；达到0.01%或0.05%则生长率将会下降30%。因此，对畜禽养殖场（小区）的恶臭进行综合治理是十分必要的。
目前，处理恶臭采用的方法主要有三种：a化学除臭法（氧化法，吸收法，吸附法）、b物理除臭法（掩蔽法、稀释扩散法）和c生物除臭法。对各种除臭设备和方法的研究也越来越多，例如中国发明专利申请CN101565219A公开了一种光催化处理工业废水的工艺，包括如下步骤：1)将废水预处理并调节pH值为1～13；2)将出水引入主反应器，并加入光催化剂、助氧化剂和氧源，在光照的条件下降解污染物，光催化剂的加入量为0.1～100Kg/吨废水，助氧化剂的加入量为0～50kg/吨废水，氧源的加入量为0～50kg/吨废水；3)再将出水引入沉淀池中，通过自然沉降分离光催化剂和再生水。
中国实用新型专利CN202924862U公开了一种光催化猪场废水处理装置。该装置包括通过管路依次连接的精密过滤装置、气液混合装置及纳米触媒装置；所述精密过滤装置与所述气液混合装置间还通过一分支管路连接有一臭氧添加装置。所述精密过滤装置后方通过一循环管与所述纳米触媒装置末端相连接。所述纳米触媒装置上方还设有一真空紫外线装置。
现有技术中的设备和方法多是针对废水处理的，对空气中的恶臭处理效果不佳。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种光催化剂-ClO2联用除臭装置。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种光催化剂-ClO2联用除臭装置，包括：
隔离网，所述隔离网设置于除臭空间周围，所述隔离网上负载有光催化剂；所述光催化剂用于降解空气中的恶臭物质；
喷雾装置，用于向除臭空间中喷淋ClO2消毒液。
优选地，所述喷雾装置包括喷雾嘴、水泵、水槽和喷雾电控箱，所述喷雾嘴位于隔离网上方；所述喷雾嘴通过所述水泵连接到所述水槽；所述水槽用于盛装ClO2消毒液；所述喷雾电控箱与所述水泵电连接，用于控制喷雾；ClO2消毒液通过所述喷雾嘴喷向除臭空间。
优选地，所述喷雾装置还包括一过滤器，所述过滤器位于所述水泵和所述水槽之间。
优选地，所述喷雾装置还包括一温湿度计，所述温湿度计用于检测除臭空间中的温度和湿度。
优选地，所述光催化剂为可见光催化剂，所述可见光催化剂为移动电荷自动氧化还原半导体催化剂、纳米TiO2催化剂、CuOx/Al2O3催化剂、纳米氧化铁催化剂或BiOx-TiO2/Ti催化剂中的一种或多种。
优选地，所述光催化剂的浓度为20～100g/m2。
优选地，所述ClO2消毒液的浓度为20～100ppm。
优选地，所述光催化剂-ClO2联用除臭装置设置在畜禽舍和/或粪池周围。
本发明的另一方面是提供一种光催化剂-ClO2联用除臭方法，包括步骤：
（a）在除臭空间周围设置隔离网，在所述隔离网上负载光催化剂，在可见光照射的条件下由所述光催化剂降解空气中的恶臭物质；
（b）向除臭空间中喷淋ClO2消毒液；其中，每次喷淋ClO2消毒液的时间为10～60min，每两次喷淋的时间间隔为24～76h。
其中，所述光催化剂为可见光催化剂，所述可见光催化剂为移动电荷自动氧化还原半导体催化剂、纳米TiO2催化剂、CuOx/Al2O3催化剂、纳米氧化铁催化剂或BiOx-TiO2/Ti催化剂中的一种或多种。
其中，所述光催化剂的浓度为20～100g/m2；所述ClO2消毒液的浓度为20～100ppm。
与现有技术相比，本发明光催化剂-ClO2联用除臭装置具有如下有益效果：
1、本发明可以直接在畜禽舍和/或粪池周围使用，在恶臭产生地便可对恶臭进行及时处理，可直接对开放环境进行消毒除臭而不需将臭气集中起来，除臭更方便；
2、本发明以日光为光源，在可见光照射的条件下由光催化剂降解空气中的恶臭物质，不需要设置紫外光光源，不仅能更安全的除臭，而且可以降低除臭成本；
3、本发明对空气中的恶臭处理具有良好的效果，恶臭气体含量可低至对照组的1/3-1/4；
4、本发明提供的除臭装置结构简单，操作简便，适于大批量的工业化生产。
附图说明
图1为本发明光催化-ClO2联用除臭装置的结构示意图。
图2为本发明光催化-ClO2联用除臭装置某一实施例中ClO2喷雾装置的结构示意图。
图3为本发明光催化-ClO2联用除臭装置另一实施例中ClO2喷雾装置的结构示意图。
具体实施方式
为进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步描述，但本发明的实施方式不限于此。本发明中所用的试剂等，如无特别说明，均为市售产品，是本领域技术人员所熟知的。
如前所述，本发明的目的为了解决现有技术的问题，提供一种对空气中的恶臭进行处理的光催化剂‐ClO2联用除臭装置，该装置包括：隔离网和喷雾装置，所述隔离网设置于除臭空间周围，所述隔离网上负载有光催化剂；所述光催化剂用于降解空气中的恶臭物质；所述喷雾装置用于向除臭空间中喷淋ClO2消毒液。
使用该以上除臭装置的除臭方法，包括步骤：（a）在除臭空间周围设置隔离网，在所述隔离网上负载光催化剂，在可见光照射的条件下由所述光催化剂降解空气中的恶臭物质；（b）向除臭空间中喷淋ClO2消毒液；其中，每次喷淋ClO2消毒液的时间为10～60min，每两次喷淋的时间间隔为24～76h。
其中，以上所述的除臭空间是指畜禽舍和/或粪池四周的开放环境。
在一些比较优选的方案中，所述光催化剂为可见光催化剂，所述可见光催化剂为移动电荷自动氧化还原半导体催化剂、纳米TiO2催化剂、CuOx/Al2O3催化剂、纳米氧化铁催化剂或BiOx-TiO2/Ti催化剂中的一种或多种。
在一些比较优选的方案中，所述光催化剂的浓度为20～100g/m2；所述ClO2消毒液的浓度为20～100ppm。
下面将对结合附图用实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
参阅图1和图2，如图1所示，本实施例中的光催化剂-ClO2联用除臭装置包括隔离网1和喷雾装置2，用于畜禽舍和粪池等开放环境。所述隔离网1设置在畜禽舍和/或粪池的四周，隔离网1上负载有用于降解空气中的恶臭物质光催化剂，喷雾装置2通过设置于隔离网1上方的喷雾嘴21喷淋ClO2消毒液。如图2所示，本实施例中，所述喷雾装置2包括喷雾嘴21、水泵22、水槽23和喷雾电控箱24，所述喷雾嘴21位于隔离网1上方；所述喷雾嘴21通过所述水泵22连接到所述水槽23；所述水槽23用于盛装ClO2消毒液；所述喷雾电控箱24与水泵电连接，用于控制喷雾。
隔离网1上负载的可见光催化剂可有效降解空气中恶臭物质，在太阳光照射下，恶臭气体经可见光催化剂催化后变为无害气体；隔离网1位于畜禽舍或粪池的四周，可以有效防止大体积的杂物进入畜禽舍或粪池；ClO2消毒液可在短时间内杀灭有害微生物，有效控制因细菌分解粪便代谢产物而产生的恶臭。
本实施例中，隔离网1上涂有60g/m2的CT催化剂（移动电荷自动氧化还原半导体催化剂），猪舍温度为22-28℃。每隔24小时对猪舍进行一次喷淋消毒，ClO2（二氧化氯）浓度为50ppm，每次30分钟。经12天试验后，实验猪舍的恶臭情况得到了极大的改善。对照组不使用本发明光催化剂-ClO2联用除臭装置，对照组NH3平均浓度为11.56mg/m3，H2S平均浓度为7.98mg/m3。实验组NH3平均浓度为3.12mg/m3，H2S平均浓度为2.90mg/m3。
实施例2
如图3所示，与实施例1不同的是，本实施例提供的光催化剂-ClO2联用除臭装置还包括温湿度计25和过滤器26。所述温湿度计25与所述喷雾电控箱24电连接，用于检测开放环境中的温度和湿度，并将检测结果反馈到喷雾电控箱24。所述过滤器26连接在水泵23和水槽24之间，用于过滤ClO2消毒液，以便可以达到进行细雾喷雾的要求。
本实施例中，隔离网1上涂有由CT催化剂（20g/m2）与纳米TiO2催化剂（20g/m2）组成的组合催化剂，猪舍温度为22-28℃。每隔76小时对猪舍进行一次喷淋消毒，ClO2（二氧化氯）浓度为20ppm，每次10分钟。经12天试验后，实验猪舍的恶臭情况得到了改善。对照组不使用本发明光催化剂-ClO2联用装置，对照组NH3平均浓度为14.11mg/m3，H2S平均浓度为8.69mg/m3。实验组NH3平均浓度为8.37mg/m3，H2S平均浓度为6.89mg/m3。
实施例3
与实施例2不同的是，本实施例中，隔离网1上涂有由CT催化剂（30g/m2）与纳米氧化铁（20g/m2）组成的组合催化剂，猪舍温度为22-28℃。每隔36小时对猪舍进行一次喷淋消毒，ClO2（二氧化氯）浓度为100ppm，每次60分钟。经12天试验后，实验猪舍的恶臭情况得到了极大的改善。对照组不使用本发明光催化剂-ClO2联用除臭装置，对照组NH3平均浓度为13.49mg/m3，H2S平均浓度为9.55mg/m3。实验组NH3平均浓度为3.04mg/m3，H2S平均浓度为4.38mg/m3。
实施例4
与实施例2不同的是，本实施例中，隔离网1上涂有由TiO2催化剂（50g/m2）与BiOx–TiO2/Ti催化剂（30g/m2）组成的组合催化剂，猪舍温度为22-28℃。每隔48小时对猪舍进行一次喷淋消毒，ClO2（二氧化氯）浓度为100ppm，每次30分钟。经12天试验后，实验猪舍的恶臭情况得到了极大的改善。对照组不使用本发明光催化剂-ClO2联用除臭装置，对照组NH3平均浓度为9.75mg/m3，H2S平均浓度为8.03mg/m3。实验组NH3平均浓度为4.32mg/m3，H2S平均浓度为3.21mg/m3。
综上所述，本发明提供的光催化剂-ClO2联用除臭装置及其相应的除臭方法，可以直接在畜禽舍和/或粪池周围使用，在恶臭产生地便可对恶臭进行及时处理，可直接对开放环境进行消毒除臭而不需将臭气集中起来，除臭更方便；另外，本发明以日光为光源，在可见光照射的条件下由光催化剂降解空气中的恶臭物质，不需要设置紫外光光源，不仅能更安全的除臭，而且可以降低除臭成本。本发明对空气中的恶臭处理具有良好的效果，恶臭气体含量可低至对照组的1/3-1/4；并且本发明提供的除臭装置结构简单，操作简便，适于大批量的工业化生产。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种光催化剂-ClO2联用除臭装置，包括：
隔离网（1），所述隔离网设置于除臭空间周围，所述隔离网上负载有光催化剂；所述光催化剂用于降解空气中的恶臭物质；
喷雾装置（2），用于向除臭空间中喷淋ClO2消毒液。
2.根据权利要求1所述的光催化剂-ClO2联用除臭装置，其特征在于，所述喷雾装置（2）包括喷雾嘴（21）、水泵（22）、水槽（23）和喷雾电控箱（24），所述喷雾嘴（21）位于隔离网（1）上方；所述喷雾嘴（21）通过所述水泵（22）连接到所述水槽（23）；所述水槽（23）用于盛装ClO2消毒液；所述喷雾电控箱（24）与水泵电连接，用于控制喷雾；ClO2消毒液通过所述喷雾嘴（21）喷向除臭空间。
3.根据权利要求2所述的光催化剂-ClO2联用除臭装置，其特征在于，所述喷雾装置（2）还包括一过滤器（26），所述过滤器（26）连接于所述水泵（22）和所述水槽（23）之间。
4.根据权利要求2所述的光催化剂-ClO2联用除臭装置，其特征在于，所述喷雾装置（2）还包括一温湿度计（25），所述温湿度计（25）用于检测除臭空间中的温度和湿度。
5.根据权利要求1-4任一所述的光催化剂-ClO2联用除臭装置，其特征在于，所述光催化剂为可见光催化剂，所述可见光催化剂为移动电荷自动氧化还原半导体催化剂、纳米TiO2催化剂、CuOx/Al2O3催化剂、纳米氧化铁催化剂或BiOx–TiO2/Ti催化剂中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的光催化剂-ClO2联用除臭装置，其特征在于，所述光催化剂的浓度为20～100g/m2。
7.根据权利要求5所述的光催化剂-ClO2联用除臭装置，其特征在于，所述ClO2消毒液的浓度为20～100ppm。
8.根据权利要求5所述的光催化剂-ClO2联用除臭装置，其特征在于，所述光催化剂-ClO2联用除臭装置设置在畜禽舍和/或粪池周围。
9.一种光催化剂-ClO2联用除臭方法，其特征在于，包括步骤：
（a）在除臭空间周围设置隔离网，在所述隔离网上负载光催化剂，在可见光照射的条件下由所述光催化剂降解空气中的恶臭物质；
（b）向除臭空间中喷淋ClO2消毒液；其中，每次喷淋ClO2消毒液的时间为10～60min，每两次喷淋的时间间隔为24～76h。
10.根据权利要求9所述的光催化剂-ClO2联用除臭方法，其特征在于，所述光催化剂为可见光催化剂，所述可见光催化剂为移动电荷自动氧化还原半导体催化剂、纳米TiO2催化剂、CuOx/Al2O3催化剂、纳米氧化铁催化剂或BiOx-TiO2/Ti催化剂中的一种或多种。
11.根据权利要求10所述的光催化剂-ClO2联用除臭装置，其特征在于，所述光催化剂的浓度为20～100g/m2；所述ClO2消毒液的浓度为20～100ppm。
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