CN106946313A - 一种利用光催化降解有机污染物的废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，包括桶体，桶体的下部设有进水口，桶体的上部设有出水口；桶体内设有支撑板，桶体顶部与支撑板之间设有若干个基板，基板上设有紫外线光源，基板上涂有光催化剂膜；底部支撑板与桶体底部之间设有磁性吸附装置以及颗粒状的磁性光催化剂。解决了现有技术中光催化剂易失活、易凝聚以及难回收的缺点。本发明可以使光催化反应更加充分，光催化剂不会凝聚，易回收。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种利用光催化降解有机污染物的废水处理装置。
背景技术
工业污水中含有大量的有毒有害物质，其中包含多种卤代有机化合物，尤其是在染料废水中含有大量的有机污染物，这些有机污染物用生物处理技术是难以消除的。
光催化氧化技术，是利用光生强氧化剂将有机污染物氧化为H2O、CO2等小分子，特别是对难降解的有机物有很好的氧化分解作用。光催化氧化技术具有反应条件温和，对人体及环境无毒无害，适用范围广等优点，是一种非常具有应用前景的有机废水处理方法。
目前，能够用作有机污染物的催化、降解的半导体材料及复合物有很多种，其中TiO2因其催化效率高、化学性质稳定、氧化能力强、无二次污染等优点，成为环境治理领域的研究热点之一。但是，由于传统光催化剂，尤其是纳米TiO2悬浮相光催化剂，具有易失活、易凝聚以及难回收等缺点。因此，如何设计一种结构简单、操作方便、光及光催化剂利用率高的污水光催化处理装置是当前国内外相关领域的研究重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，解决了现有技术中光催化剂易失活、易凝聚以及难回收的缺点。本发明可以使光催化反应更加充分，光催化剂不会凝聚，易回收。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，包括桶体，桶体的下部设有进水口，桶体的上部设有出水口；桶体内设有支撑板，桶体顶部与支撑板之间设有若干个基板，基板上设有紫外线光源，基板上涂有光催化剂膜；底部支撑板与桶体底部之间设有磁性吸附装置以及颗粒状的磁性光催化剂。
优选地，所述光催化剂膜为纳米TiO2膜，所述磁性光催化剂为磁性复合纳米TiO2光催化剂，基板为铝基板。
优选地，桶体顶部与支撑板之间设有耐腐蚀的金属丝网，金属丝网上负载有光催化剂膜。
进一步优选地，若干个基板以及金属丝网平行设置。
进一步优选地，所述金属丝网为不锈钢丝网。
优选地，桶体内设有搅拌轴，搅拌轴的上部穿出桶体顶部与电机的输出轴连接，搅拌轴的下部穿出支撑板，搅拌轴的下部设有搅拌叶片；搅拌轴的外部设有防水罩管。
优选地，每一个基板上的紫外线光源均设有独立的开关，每一个开关均与总开关连接，所述紫外线光源为UV-LED光源。
进一步优选地，所述UV-LED光源通过灯座固定在基板上。
优选地，桶体的内壁贴有反光层。
优选地，出水口处设有止回阀，桶体采用亚克力材质。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，有机废水通过进水口进入桶体，废水与颗粒状的磁性光催化剂以及表面涂有光催化剂膜的基板充分接触后，经过紫外线光源发射的紫外光均匀照射后，发生光催化氧化反应，经过处理后的水经过出水口排出。通过在基板上涂覆光催化剂膜，解决纳米材料自发团聚效应，延长了使用寿命，大大增加了光催化剂与废水的接触面积，使反应更充分，降解速度快，提高了催化效率。再者，通过设置磁性吸附装置，进行废水处理时，磁性光催化剂悬浮在桶体底部和支撑板之间，增加了废水与光催化剂的接触面积，提高光催化反应效率；需要回收磁性光催化剂时，改变磁性吸附装置的磁极，实现对磁性光催化剂的收集，具有易回收，可重复利用，无二次污染的优点。另外，进水口低于出水口，废水低进高出，有利于废水与紫外线光源及表面涂有光催化剂的基板充分接触，降解反应更加充分。
进一步地，通过在不锈钢丝网上负载光催化剂膜，更进一步增加了废水与光催化剂的接触面积。
进一步地，通过设置搅拌轴和搅拌叶片，使废水流动并与光催化剂充分接触，固液相分布均匀，提高了光催化反应效率。
进一步地，桶体内覆设了反光层，可以提高光线的利用率。
进一步地，桶体采用亚克力材质，每个基板上的紫外线光源设有独立的开关，工作过程中，可以根据观察到的情况，通过控制打开或关闭开关的个数，从而控制紫外线光源的强度，进而控制反应速度，达到最佳处理效果。
进一步地，UV-LED光源简单、环保节能、结构紧密、尺寸小，不含对人体及环境有危害性的水银；LED属于冷光源，能量损耗小，几乎所有能量都转化为光能，具有较长的使用寿命，且LED灯有较好的光谱纯度。
附图说明
图1为本发明提供的一种利用光催化降解有机污染物的废水处理装置的结构示意图；
其中，1为桶体；2为反光层；3为基板；4为紫外线光源；5为光催化剂膜；6为支撑板；7为灯座；8为磁性光催化剂；9为进水口；10为磁性吸附装置；11为搅拌叶片；12为止回阀；13为出水口；14为开关；15为金属丝网；16为搅拌轴；17为电机；18为总开关。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明提供了一种利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，包括桶体1，桶体1的下部设有进水口9，桶体1的上部设有出水口13；桶体1内设有支撑板6，桶体1顶部与支撑板6之间设有若干个基板3，基板3上设有紫外线光源4，基板3上涂有光催化剂膜5；底部支撑板6与桶体1底部之间设有磁性吸附装置10以及颗粒状的磁性光催化剂8。
优选地，所述光催化剂膜5为纳米TiO2膜，所述磁性光催化剂8为磁性复合纳米TiO2光催化剂，基板3为铝基板，铝基板在本发明中使用效果更好。
优选地，桶体1顶部与支撑板6之间设有耐腐蚀的金属丝网15，金属丝网15上负载有光催化剂膜5。
进一步优选地，若干个基板3以及金属丝网15平行设置。
进一步优选地，所述金属丝网15为不锈钢丝网。
优选地，桶体1内设有搅拌轴16，搅拌轴16的上部穿出桶体1顶部与电机17的输出轴连接，搅拌轴16的下部穿出支撑板6，搅拌轴16的下部设有搅拌叶片11。进一步优选地，搅拌轴16的外部设有防水罩管。
优选地，每一个基板3上的紫外线光源4均设有独立的开关14，每一个开关14均与总开关18连接，所述紫外线光源4为UV-LED光源。
进一步优选地，所述UV-LED光源通过灯座7固定在基板3上。
优选地，桶体1的内壁贴有反光层2。
优选地，出水口13处设有止回阀12，桶体1采用亚克力材质，可以直接观察光催化氧化反应情况。
使用时，含难降解有机污染物的废水，如染料，从进水口9进入桶体1，废水与颗粒状的磁性复合纳米TiO2光催化剂、表面覆涂有纳米TiO2膜的基板3和不锈钢丝网充分接触后，经过UV-LED光源发射的紫外光均匀照射后，发生光催化氧化反应，桶体1内覆设了反光层2，可以提高光线的利用率，经过处理后的水经过出水口13排出。工作过程中，可以根据观察到的情况，通过控制打开或关闭开关14的个数，从而控制紫外线光源4的强度，达到最佳处理效果。需要回收磁性复合纳米TiO2光催化剂时，通过改变磁性吸附装置10的磁极实现对磁性复合纳米TiO2光催化剂的收集。
Claims (10)
1.一种利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，其特征在于，包括桶体(1)，桶体(1)的下部设有进水口(9)，桶体(1)的上部设有出水口(13)；桶体(1)内设有支撑板(6)，桶体(1)顶部与支撑板(6)之间设有若干个基板(3)，基板(3)上设有紫外线光源(4)，基板(3)上涂有光催化剂膜(5)；底部支撑板(6)与桶体(1)底部之间设有磁性吸附装置(10)以及颗粒状的磁性光催化剂(8)。
2.根据权利要求1所述的利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，其特征在于，所述光催化剂膜(5)为纳米TiO2膜，所述磁性光催化剂(8)为磁性复合纳米TiO2光催化剂，基板(3)为铝基板。
3.根据权利要求1所述的利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，其特征在于，桶体(1)顶部与支撑板(6)之间设有耐腐蚀的金属丝网(15)，金属丝网(15)上负载有光催化剂膜(5)。
4.根据权利要求3所述的利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，其特征在于，若干个基板(3)以及金属丝网(15)平行设置。
5.根据权利要求3所述的利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，其特征在于，所述金属丝网(15)为不锈钢丝网。
6.根据权利要求1所述的利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，其特征在于，桶体(1)内设有搅拌轴(16)，搅拌轴(16)的上部穿出桶体(1)顶部与电机(17)的输出轴连接，搅拌轴(16)的下部穿出支撑板(6)，搅拌轴(16)的下部设有搅拌叶片(11)；搅拌轴(16)的外部设有防水罩管。
7.根据权利要求1所述的利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，其特征在于，每一个基板(3)上的紫外线光源(4)均设有独立的开关(14)，每一个开关(14)均与总开关(18)连接，所述紫外线光源(4)为UV-LED光源。
8.根据权利要求7所述的利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，其特征在于，所述UV-LED光源通过灯座(7)固定在基板(3)上。
9.根据权利要求1所述的利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，其特征在于，桶体(1)的内壁贴有反光层(2)。
10.根据权利要求1所述的利用光催化降解有机污染物的废水处理装置，其特征在于，出水口(13)处设有止回阀(12)，桶体(1)采用亚克力材质。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170714 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |