CN104787843A - 一种光触媒工业废水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光触媒工业废水处理系统，其包括若干污水管、控制装置。每个污水管的内壁上均设置有一层光触媒层，且侧壁上还开设有窗口，窗口内收容有紫外光灯，这些污水管串接成管壁式光触媒管道。窗口固定有将紫外光灯密封隔离出污水管的内部空间且允许紫外光灯的紫外光透过并抵达污水管的透明件。管道的管壁上开设有供外部若干污水通道相通的若干进水口。控制装置包括若干流量检测仪、水位检测仪、控制器。水位检测仪安装在管道的出口处检测水位信息并传送给控制器，每个流量检测仪安装在其中一个污水通道内检测相应污水通道内的流量信息并传送给控制器。控制器根据流量检测仪、水位检测仪开启相应位置以及一定数量的紫外光灯。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理系统，尤其涉及一种光触媒工业废水处理系统。
背景技术
环境问题是中国21世纪面临的最严峻挑战之一，保护环境是保证经济长期稳定增长和实现可持续发展的基本国家利益。环境问题解决得好坏关系到中国的国家安全、国际形象、广大人民群众的根本利益，以及全面小康社会的实现。为社会经济发展提供良好的资源环境基础，使所有人都能获得清洁的大气、卫生的饮水和安全的食品，是政府也是每个公民的基本责任与义务。
在第十二届全国人民代表大会第一次会议上国务院总理温家宝在作《政府工作报告》时也曾指出，要顺应人民群众对美好生活环境的期待，大力加强生态文明建设和环境保护。生态环境关系人民福祉，关乎子孙后代和民族未来。要坚持节约资源和保护环境的基本国策，着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展。要加快调整经济结构和布局，抓紧完善标准、制度和法规体系，采取切实的防治污染措施，促进生产方式和生活方式的转变，下决心解决好关系群众切身利益的大气、水、土壤等突出环境污染问题，改善环境质量，维护人民健康，用实际行动让人民看到希望。
保护环境是中国长期稳定发展的根本利益和基本目标之一，实现可持续发展依然是中国面临的严峻挑战。每个公民在人类社会发展进程中同时扮演着保护环境与破坏环境的双重角色，负有不可推卸的环境责任。环境保护是每个公民必须发挥中心作用的重要领域。毫无疑问，导致资源破坏和环境污染的两大重要原因是市场失灵和政府失灵，这两方面原因都同发展和每个公民有着密切的关系。所以，环境保护在很大程度上依赖于每个公民，也是国家长期坚持做 的一项民生工程。同样意味着城市将成为环境治理的主要推动者，也将是城市环境改善、公共设施建设和项目技术的最大买家群体。
目前影响环境引起PM2.5的头号因数就是工业废水，工业废水环境破坏极大，如何有效的降解有机废水是目前急迫需要解决的技术问题之一。
发明内容
基于上述缺陷，本发明提供一种能有效降解有机废水的光触媒工业废水处理系统。
本发明的解决方案是：一种光触媒工业废水处理系统，其包括：若干污水管(1)，每个污水管(1)的内壁上均设置有一层光触媒层(2)；每个污水管(1)的侧壁上还开设有窗口(5)，窗口(5)内收容有紫外光灯(4)，窗口(5)的内外侧分别固定有透明件(11)和检修盖(3)，透明件(11)将紫外光灯(4)密封隔离出污水管(1)的内部空间且允许紫外光灯(4)的紫外光透过并抵达污水管(1)内；安装有光触媒层(2)与紫外光灯(4)的这些污水管(1)串接成管壁式光触媒管道；该管壁式光触媒管道的管壁上开设有供外部若干污水通道(9)相通的若干进水口(10)；
控制装置，该控制装置包括若干流量检测仪(6)、水位检测仪(7)、控制器(8)；水位检测仪(7)安装在该管壁式光触媒管道的出水口处用于检测此处的水位信息并传送给控制器(8)，每个流量检测仪(6)安装在其中一个污水通道(9)内用于检测相应污水通道(9)内的流量信息并传送给控制器(8)；控制器(8)按水位强度逐级递增情况将水位信息分成1～n级，n为小于紫外光灯(4)总数量的正整数，在n级时开启所有紫外光灯(4)，在n-1级时，以公差为2的方式从该管壁式光触媒管道的出口处开始开启相应紫外光灯(4)，在1级时，公差为n只开启该管壁式光触媒管道的出口处的紫外光灯(4)，且控制器(8)根据具体流量检测仪(6)的流量信息强制开启位于相应进水口(10)以下的紫外光灯(4)。
作为上述方案的进一步改进，透明件(11)为透明玻璃。
作为上述方案的进一步改进，该光触媒工业废水处理系统还包括喷淋装置，该喷淋装置用于喷出液体清洗该管壁式光触媒管道的内壁。
进一步地，该喷淋装置包括若干喷淋头，每个污水管(1)内安装有至少一个该喷淋头，每个喷淋头用于喷出液体清洗相应的污水管(1)内壁。
再进一步地，该喷淋装置用于喷出洗涤液或清水清洗该管壁式光触媒管道的内壁。
再进一步地，该喷淋装置设置有与该控制器(8)电性连接的电子阀，该电子阀用于开启或关闭该喷淋装置。
作为上述方案的进一步改进，每个流量检测仪(6)安装在相应的污水通道(9)的进水口(10)处。
作为上述方案的进一步改进，在该管壁式光触媒管道内，每隔一个污水管(1)安装一个紫外光灯(4)。
作为上述方案的进一步改进，紫外光灯(4)呈长条形并与污水管(1)的轴线平行。
作为上述方案的进一步改进，流量检测仪(6)为超声波液体流量检测仪，水位检测仪(7)为智能远程水位检测仪。
在污水管(1)的内壁上涂覆有光触媒层(2)使串接的这些污水管(1)成为管壁式光触媒管道，管壁式光触媒管道安装的若干紫外光灯管，废水从进水口(10)进入时，接通电源，光触媒层(2)在紫外光灯(4)的紫外光照射下与废水发生光催化反应光。
光催化反应可使用太阳光或紫外光作为光源，是一种高效节能的废水处理技术。反应易于控制且反应过程不产生二次污染。与化学氧化剂不同，光催化氧化反应中没有加入其它化学药剂，因此不会产生二次污染，另外在反应过程中，有机物彻底降解为CO2和H2O，也无需考虑反应产物的后续处置问题。反应速度块，在性能良好的催化剂的作用下，废水中污染物质的降解一般仅需要 几分钟到几个小时，远小于采用其他传统方法的反应时间。
光触媒层(2)的价带电子被激发到导带，形成了电子和空穴，与吸附于其表面的O2和H2O作用，生成超氧化物阴离子自由基，O2-和羟基自由基-OH，其自由基具有很强的氧化分解能力(相当于36000K高温的热能)，能破坏有机物以及一些非金属化合物中的共价键，从而达到分解有害废水使其变为无害废水的现象。设计的控制装置能使整个系统耗电低，满足低碳设计要求。光催化过程中产生的·OH是其主要作用的活性氧化物种，氧化能力很强，能有效地氧化分子结构复杂的难降解有机污染物，可广泛应用于有机合成化工废水、燃料废水、农药废水、焦化废水、制药废水、造纸废水等难降解有机废水的处理中。
附图说明
图1是本发明第一实施方式提供的光触媒工业废水处理系统的模块结构示意图。
图2是图1光触媒工业废水处理系统的污水管的结构剖视图。
图3是图2应用示意图。
图4是本发明第二实施方式提供的光触媒工业废水处理系统的模块结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明的光触媒工业废水处理系统包括若干污水管1、喷淋装置、控制装置。
请结合图2及图3，污水管1的内壁上均设置有一层光触媒层2。每个污水 管1的侧壁上还开设有窗口5，窗口5内收容有紫外光灯4。窗口5的内外侧分别固定有透明件11和检修盖3，透明件11将紫外光灯4密封隔离出污水管1的内部空间且允许紫外光灯4的紫外光透过并抵达污水管1内。窗口5采用检修盖3方便紫外光灯4的安装、更换、维修。
安装有光触媒层2与紫外光灯4的这些污水管1串接成管壁式光触媒管道，故该管壁式光触媒管道采用分段式结构，一方面方便运输，另一方面方便安装，想要多少长度的管道只需要串接相应长度数量的污水管1即可。该管壁式光触媒管道的管壁上开设有供外部若干污水通道9相通的若干进水口10。
废水从进水口10进入该管壁式光触媒管道时，接通电源，光触媒层2在紫外光灯4的紫外光照射下发生光催化反应，价带电子被激发到导带，形成了电子和空穴，与吸附于其表面的O2和H2O作用，生成超氧化物阴离子自由基，O2-和羟基自由基-OH，其自由基具有很强的氧化分解能力(相当于36000K高温的热能)，能破坏有机物以及一些非金属化合物中的共价键，从而达到分解有害废水使其变为无害废水的现象。
光催化过程中产生的·OH是其主要作用的活性氧化物种，氧化能力很强，能有效地氧化分子结构复杂的难降解有机污染物，可广泛应用于有机合成化工废水、燃料废水、农药废水、焦化废水、制药废水、造纸废水等难降解有机废水的处理中。
光催化反应可使用太阳光或紫外光作为光源，是一种高效节能的废水处理技术。反应易于控制且反应过程不产生二次污染。与化学氧化剂不同，光催化氧化反应中没有加入其它化学药剂，因此不会产生二次污染。
另外在反应过程中，有机物彻底降解为CO2和H2O，也无需考虑反应产物的后续处置问题。反应速度块，在性能良好的催化剂的作用下，废水中污染物质的降解一般仅需要几分钟到几个小时，远小于采用其他传统方法的反应时间。
在本实施方式中，该控制装置包括触发式的若干流量检测仪6、控制器8。流量检测仪6与控制器8电性连接，控制器8与紫外光灯4电性连接。每个流 量检测仪6安装在其中一个污水通道9内用于检测相应污水通道9内的流量信息并在受触发时启动控制器8使控制器8强制开启所有的紫外光灯4。
也就是说，在实际运行时，紫外光灯4可以不全部开启，只有其中一个流量检测仪6受到触发时，所有的紫外光灯4才会被控制器8强制开启。这样能够提供足够的紫外光参加光催化反应。紫外光照射在水面或水中，均可用引起漫反射，最终照亮整个管壁式光触媒管道内壁。
当然，在其他实施方式中，如图4，控制装置可包括若干流量检测仪6、水位检测仪7、控制器8。水位检测仪7安装在该管壁式光触媒管道的出口处用于检测该管壁式光触媒管道内的水位信息并传送给控制器8，每个流量检测仪6安装在其中一个污水通道9内用于检测相应污水通道9内的流量信息并传送给控制器8。流量检测仪6可为超声波液体流量检测仪，水位检测仪7可为智能远程水位检测仪。
控制器8根据水位强度情况开启相应数量的紫外光灯4，控制器8在接收到污水通道9内的温度信息时，根据具体流量检测仪6的流量信息强制开启位于相应污水通道9上的紫外光灯4，以免紫外光灯4的开启数量不足。因此，控制器8根据流量检测仪6、水位检测仪7开启具体位置、具体数量的紫外光灯4，实现智能控制，使整个系统耗电低，满足低碳设计要求，节能减排、合理利用资源。
控制器8按水位强度逐级递增情况将水位信息分成1～n级，n为小于紫外光灯4总数量的正整数。在n级时开启所有紫外光灯4，在n-1级时，以公差为2的方式从该管壁式光触媒管道的出口处开始开启相应紫外光灯4，以此类推，在1级时，公差为n只开启该管壁式光触媒管道的出口处的紫外光灯4。也就是说，在1级时，只开启管壁式光触媒管道的出口处的紫外光灯4。
如图3所示，流量检测仪6可安装在相应的污水通道9的进水口10处，流量检测仪6可以选用触发式：当流量检测仪6检测到的流量超过设定值时传送流量信息给控制器8，触发式的流量检测仪6即买即用，无需程序设计，现在 大多的流量检测仪6可以供客户自己设置设定值，触发限值随心所欲的设置，使用非常方便。
流量检测仪6也可以选用实时数据传送式：流量检测仪6实时传送流量信息数据给控制器8，由控制器8自行判断，实现智能化管理。控制器8根据具体流量检测仪6的流量信息强制开启位于相应进水口10以下的紫外光灯4，如图3所示，图3中的流量检测仪6检测到异样时，位于图4中的进水口10以下(以水流从高到低的流向为参考)的紫外光灯4强制选择开启，弥补平时开启模式的不足。
当然，在其它实施方式中，流量检测仪6可以不安装，控制器8只需要根据水位强度逐级递增情况开启需要的紫外光灯4的数量；或者干脆不设置控制装置，把紫外光灯4全部打开即可，当然了，可以根据现场安装需求少安装一些紫外光灯4。
也可以将控制装置设计成触发式，如，事先将这些紫外光灯4连接成多路电路回路开启模式的电路连接关系，配合多路电子开关接通或断开相应电路回路里的紫外光灯4，选用触发式的流量检测仪和触发式的水位检测仪触发多路电子开关。
再如，选用触发式的若干流量检测仪，每个流量检测仪安装在其中一个污水通道9内，每个流量检测仪与位于相应污水通道9上的紫外光灯4电性连接用于触发开启或关闭相应的紫外光灯4。当某个流量检测仪被触发时，即触发开启相应的紫外光灯4。
再如，采用触发式的水位检测仪，水位检测仪安装在该管壁式光触媒管道的出口处，并与这些紫外光灯4电性连接用于触发开启或关闭这些紫外光灯4。当水位检测仪被触发时，即触发开启相应的紫外光灯4。这样避免了程序设计，无需选用控制芯片作为控制器8。当然采用控制器8直接控制紫外光灯4还是有一定好处的，如简化电路结构，减少多路电子开关，采用程序化设计实现智能控制。
光触媒工业废水处理系统不但可以应用于工业废水中，也可以应用于餐饮行业中，如酒店，居民楼。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光触媒工业废水处理系统，其特征在于：其包括：
若干污水管(1)，每个污水管(1)的内壁上均设置有一层光触媒层(2)；每个污水管(1)的侧壁上还开设有窗口(5)，窗口(5)内收容有紫外光灯(4)，窗口(5)的内外侧分别固定有透明件(11)和检修盖(3)，透明件(11)将紫外光灯(4)密封隔离出污水管(1)的内部空间且允许紫外光灯(4)的紫外光透过并抵达污水管(1)内；安装有光触媒层(2)与紫外光灯(4)的这些污水管(1)串接成管壁式光触媒管道；该管壁式光触媒管道的管壁上开设有供外部若干污水通道(9)相通的若干进水口(10)；
控制装置，该控制装置包括若干流量检测仪(6)、水位检测仪(7)、控制器(8)；水位检测仪(7)安装在该管壁式光触媒管道的出水口处用于检测此处的水位信息并传送给控制器(8)，每个流量检测仪(6)安装在其中一个污水通道(9)内用于检测相应污水通道(9)内的流量信息并传送给控制器(8)；控制器(8)按水位强度逐级递增情况将水位信息分成1～n级，n为小于紫外光灯(4)总数量的正整数，在n级时开启所有紫外光灯(4)，在n-1级时，以公差为2的方式从该管壁式光触媒管道的出口处开始开启相应紫外光灯(4)，在1级时，公差为n只开启该管壁式光触媒管道的出口处的紫外光灯(4)，且控制器(8)根据具体流量检测仪(6)的流量信息强制开启位于相应进水口(10)以下的紫外光灯(4)。
2.如权利要求1所述的光触媒工业废水处理系统，其特征在于：透明件(11)为透明玻璃。
3.如权利要求1所述的光触媒工业废水处理系统，其特征在于：该光触媒工业废水处理系统还包括喷淋装置，该喷淋装置用于喷出液体清洗该管壁式光触媒管道的内壁。
4.如权利要求3所述的光触媒工业废水处理系统，其特征在于：该喷淋装置包括若干喷淋头，每个污水管(1)内安装有至少一个该喷淋头，每个喷淋头用于喷出液体清洗相应的污水管(1)内壁。
5.如权利要求3或4所述的光触媒工业废水处理系统，其特征在于：该喷淋装置用于喷出洗涤液或清水清洗该管壁式光触媒管道的内壁。
6.如权利要求3或4所述的光触媒工业废水处理系统，其特征在于：该喷淋装置设置有与该控制器(8)电性连接的电子阀，该电子阀用于开启或关闭该喷淋装置。
7.如权利要求1所述的光触媒工业废水处理系统，其特征在于：每个流量检测仪(6)安装在相应的污水通道(9)的进水口(10)处。
8.如权利要求1所述的光触媒工业废水处理系统，其特征在于：在该管壁式光触媒管道内，每隔一个污水管(1)安装一个紫外光灯(4)。
9.如权利要求1所述的光触媒工业废水处理系统，其特征在于：紫外光灯(4)呈长条形并与污水管(1)的轴线平行。
10.如权利要求1所述的光触媒工业废水处理系统，其特征在于：流量检测仪(6)为超声波液体流量检测仪，水位检测仪(7)为智能远程水位检测仪。
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