CN104671330B - 动态光催化废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动态光催化废水处理装置，由催化反应箱、紫外线发生器、三相分离器、光触媒收集槽和光触媒循环泵组成；催化反应箱是中空的箱体、其箱体上设有废水导入口和光触媒导入口，紫外线发生器位于催化反应箱的箱体内侧；光触媒收集槽与光触媒循环泵连通，光触媒循环泵连接光触媒导入口，三相分离器位于催化反应箱箱体内侧的顶部、分别连接废水收集槽和气相出口。本发明实现了光触媒循环、动态的重复使用，提升了光触媒和污水中污染因子的接触最大化，提升了污水降解反应工作效率。
Description
技术领域
本发明领域，具体来说涉及一种动态光催化废水处理装置。
背景技术
目前水处理行业以及大气污染治理行业对有机物、氮氧化合物以及其与诸多无机物螯合派生的复杂有机物处理的方法很多，包括生物降解、物理吸附以及以化学氧化还原、微电解、电解、光催化、声光联合催化氧化等为代表的高级氧化技术，其中光催化技术因其无二次污染、效率高而被积极推崇，但是这种采用光触媒的技术同样存在光触媒在工作一段时间后容易分散、难以附着；随处理后的污水离开反应区而损失掉、成本巨大等技术问题，使得光触媒技术一直以来难以得到大规模的应用。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了动态光催化废水处理装置。
本发明的具体技术方案如下：
一种动态光催化废水处理装置，由催化反应箱，紫外线发生器，三相分离器、光触媒收集槽和光触媒循环泵组成；所述催化反应箱是中空的箱体、其箱体上设有废水导入口和光触媒导入口，所述紫外线发生器位于催化反应箱的箱体内侧；所述三相分离器位于催化反应箱箱体内侧顶部、分别连接废水收集槽和气相出口；所述光触媒收集槽位于催化反应箱底部、与光触媒循环泵导通，所述光触媒循环泵连接光触媒导入口，待处理污水由废水导入口导入催化反应箱的箱体内，与光触媒混合在一起形成混合液、在紫外线发生器辐射的紫外线作用下氧化分解并生成二氧化碳等气体，该混合液在催化反应箱箱体内水平位持续上升，经三相分离器三相分离，二氧化碳等气体经气相出口导出催化反应箱，光触媒由三相分离器阻隔、沉降至光触媒收集槽；分离出光触媒的处理后废水进入废水收集槽并导出催化反应箱；光触媒循环泵抽取光触媒收集槽中的光触媒、将光触媒从光触媒导入口重新导入催化反应箱箱体内。
通过采用这种方式：光触媒与待处理的污水混合，在紫外线发生器的照射下促进混合液不间断的发生催化氧化反应，实现对废水所含污染物降解、净化并同时生成二氧化碳等气体。混合液中的光触媒大部分随水流在箱体内自然循环外，有一部分随出混合液的水平位上升流向三相分离器，三相分离器阻隔混合液中的光触媒，阻止其随水平位不断上升的污水混合液进入废水收集槽并导出催化反应箱，光触媒沉降至光触媒收集槽，最终在光触媒循环泵的作用下重新回到催化反应箱箱体内部，实现光触媒的循环重复使用。
优选的是，上述动态光催化废水处理装置中：还包括混合装置，所述混合装置位于废水导入口处，搅拌光触媒和待处理污水加速形成混合液。具体来说，所述废水导入口为设有布水孔的进水导管，该进水导管伸入催化反应箱的箱体内部，所述混合装置为自驱动的搅拌螺旋叶，所述搅拌螺旋叶分布于所述进水导管的下侧。所述光触媒可以采用二氧化钛。
通过采用这种方式：利用混合装置加速光触媒和污水混合液的搅拌，令两者更快的接触融合在一起，提升了光触媒和污水中污染因子的接触效率。而二氧化钛在可见光的作用下能够将介质中的水或氧气催化成氧化能力极强的羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O2·)等具有极强氧化能力的光生活性基团，具有很强的氧化性，是一种极为优质的光触媒。
与现有技术相比，本发明结构合理，制作方便，有效解决了传统技术中光触媒分散、附着的难题，实现了光触媒的循环、动态的重复使用，提升了光触媒和污水中污染因子的接触最大化，提升了污水降解反应工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
上述附图中各部件与附图标记的对应关系如下：
1、催化反应箱；2、紫外线发生器；3、三相分离器；4、光触媒收集槽；5、光触媒循环泵；6、混合装置；11、废水导入口；12、光触媒导入口；31、废水收集槽；32、气相出口。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步描述。
如图1所示本发明的实施例1：
一种动态光催化废水处理装置，由催化反应箱1、紫外线发生器2、三相分离器3、光触媒收集槽4、光触媒循环泵5和混合装置6组成；所述催化反应箱1是中空的箱体、其箱体上设有废水导入口11和光触媒导入口12，所述废水导入口11为设有布水孔的进水导管，该进水导管伸入催化反应箱1的箱体内部，所述混合装置6为通过自驱动的搅拌螺旋叶，所述搅拌螺旋叶分布于所述进水导管的下侧，用于搅拌光触媒和待处理污水使两者加速形成混合液。所述紫外线发生器2位于催化反应箱1的箱体内侧；，所述三相分离器3位于催化反应箱1箱体内侧顶部、分别连接废水收集槽31和气相出口32；所述光触媒收集槽4位于催化反应箱1底部、与光触媒循环泵5导通，所述光触媒循环泵5连接光触媒导入口12，待处理污水由废水导入口11导入催化反应箱1的箱体内，与光触媒混合在一起形成混合液、在紫外线发生器2辐射的紫外线作用下氧化分解并生成二氧化碳气体，该混合液在催化反应箱1箱体内水平位持续上升，经三相分离器3三相分离，二氧化碳气体经气相出口32导出催化反应箱1，光触媒由三相分离器3阻隔、沉降至光触媒收集槽4；分离出光触媒的处理后废水进入废水收集槽31并导出催化反应箱1；光触媒循环泵5抽取光触媒收集槽4中的光触媒、将光触媒从光触媒导入口12重新导入催化反应箱1箱体内。
实践中，所述光触媒具体采用的是二氧化钛。待处理的污水由废水导入口11导入催化反应箱1的箱体内，在混合装置6的搅拌下迅速与催化反应箱1箱体内的光触媒接触混合在一起形成混合液，同时紫外线发生器2工作发射紫外线光，污水混合液在紫外线照射和二氧化钛共同作用下，水被迅速催化成氧化能力极强的羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O2·)等具有强氧化性的基团，对废水混合液中所含污染物造成氧化降解、净化的效果并生成二氧化碳气体。随着污水混合液的不断导入，箱体内水平面不断上升最终到达箱体顶部的三相分离器3中。三相分离器3阻隔混合液中的光触媒进一步随水流抬升进入废水收集槽31，混合液中的液体成分则进入废水收集槽31并最终导出催化反应箱1。氧化降解反应所生成的二氧化碳气体则进入气相出口32并最终导出催化反应箱1。光触媒最终沉降至光触媒收集槽4，并被光触媒循环泵5从光触媒收集槽4中抽取出来、从光触媒导入口12重新导入催化反应箱1的箱体内进行循环使用。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种动态光催化废水处理装置，其特征在于：由催化反应箱(1)、紫外线发生器(2)、三相分离器(3)、光触媒收集槽(4)和光触媒循环泵(5)组成；所述催化反应箱(1)是中空的箱体、其箱体上设有废水导入口(11)和光触媒导入口(12)，所述紫外线发生器(2)位于催化反应箱(1)的箱体内侧；所述光触媒收集槽(4)位于催化反应箱(1)底部、与光触媒循环泵(5)导通，所述光触媒循环泵(5)连接光触媒导入口(12)，待处理污水由废水导入口(11)导入催化反应箱(1)的箱体内，与光触媒混合在一起形成混合液、在紫外线发生器(2)辐射的紫外线作用下氧化分解并生成二氧化碳气体，该混合液在催化反应箱(1)箱体内水平位持续上升，经三相分离器(3)三相分离，二氧化碳气体经气相出口(32)导出催化反应箱(1)，光触媒由三相分离器(3)阻隔、沉降至光触媒收集槽(4)；分离出光触媒的处理后废水进入废水收集槽(31)并导出催化反应箱(1)；光触媒循环泵(5)抽取光触媒收集槽(4)中的光触媒、将光触媒从光触媒导入口(12)重新导入催化反应箱(1)箱体内；所述动态光催化废水处理装置还包括混合装置(6)，所述混合装置(6)位于废水导入口(11)处，搅拌光触媒和待处理污水加速形成混合液；所述废水导入口(11)为设有布水孔的进水导管，该进水导管伸入催化反应箱(1)的箱体内部，所述混合装置(6)为自驱动的搅拌螺旋叶，所述搅拌螺旋叶分布于所述进水导管的下侧。
2.如权利要求1所述一种动态光催化废水处理装置，其特征在于：所述光触媒采用二氧化钛。
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