CN108793316B - 一种三相光催化废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三相光催化废水处理装置，在钛板的二氧化钛层表面设置疏水树脂点阵，利用其疏水性能，持续通入空气，使空气中的氧气和催化剂表面的光生电子结合，可以使光照产生的空穴和光生电子分离，还可以产生超氧自由基，从而获得更好的降解效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种水处理装置，具体涉及一种三相光催化废水处理装置。
背景技术
水是人类发展不可缺少的自然资源，是人类和一切生物赖以生存的物质基础。当今世界，水资源不足和污染构成的水源危机已成为任何一个国家在政策、经济和技术上所面临的复杂问题和社会经济发展的主要制约因素。目前水处理中有一种是光催化处理方法，其是利用光催化处理器处理有机污染物。
光催化水处理器也叫光触媒水处理器，是以光触媒杀菌消毒技术为核心，辅助于离子微电解的防垢除垢技术，再加上滤网过滤水中杂质的技术，三者合一，可同时实现杀菌灭藻、除垢防垢、缓蚀防腐的综合功能。
光催化反应基本原理：复合光催化抗菌泡沫金属网上的纳米级TiO2在紫外灯的照射下，可以产生游离电子及空穴，利用空穴的氧化和电子的还原能力，产生氧化能力极强的自由基(活性羟基、超氧根离子、-COOH等)，这些自由基可轻易破坏细菌的细胞膜，使细胞质流失，进而将细胞氧化，直接杀死细菌。而这种特殊的光触媒材料只是催化反应，本身的性质在反应前后不会发生变化，也没有任何损耗。但传统的光催化过程效率较低，空穴和光生电子之间容易复合，导致光催化过程效率低处理效果差，工程应用率差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种三相光催化废水处理装置，可以利用空气在催化剂表面结合，促进光生电子和空穴分离而提高催化降解效果。
为实现以上目的，本发明采用以下的技术方案：
一种三相光催化废水处理装置，包括箱体；其中，
在所述箱体内部设有钛板、鼓风机和紫外灯，所述钛板由钛基板、二氧化钛层和疏水树脂层依次构成，所述疏水树脂层为分布在所述二氧化钛层上的疏水树脂点阵，构成所述疏水树脂点阵的每个疏水树脂点在所述二氧化钛层上呈岛状覆盖；
所述钛板倾斜放置，所述钛板的顶端与所述箱体的内顶联接，所述钛板的底端与所述箱体的内底联接，所述钛板上设有若干通孔，从每个所述通孔穿接一根中空玻璃纤维，每根所述中空玻璃纤维与所述通孔连接的一端的横截面的直径和形状，与所述通孔的横截面的直径和形状完全相同，所有所述中空玻璃纤维的另一端全部套接在所述鼓风机的出风口；
所述鼓风机和所述紫外灯分别位于所述钛板的两侧，所述鼓风机的出风口正对着所述钛板的钛基板侧，所述紫外灯的光正对着所述钛板的二氧化钛层和疏水树脂层；
在所述箱体的顶端且位于所述钛板的顶端上方设有进水口，进水口与进水管连接，所述进水管的出水口正对着所述钛板的二氧化钛层和疏水树脂层，所述进水管的进水口与进水泵连接；
在所述箱体的底部设有出水口，所述出水口与所述钛板的底端连接。
优选的技术方案中，所述疏水树脂为聚氯乙烯。
优选的技术方案中，所述通孔为圆孔。
优选的技术方案中，所述中空玻璃纤维为圆柱体。
优选的技术方案中，所述疏水树脂点阵在二氧化钛层的分布为200～1000个疏水树脂点/m2。
优选的技术方案中，所述通孔在二氧化钛层的分布为800～3000个/m2。
优选的技术方案中，所述通孔的直径大小为1～3mm。
优选的技术方案中，所述基板为钛材质。
本发明中，所述钛板可以通过以下方法制得：
在分布有若干通孔的钛基板上高温(500～700℃)煅烧0.5～1小时，在表面生成二氧化钛覆盖层，冷却后，再用纱布覆盖二氧化钛层，用刷子在纱布表面刷疏水树脂，部分疏水树脂通过纱布孔眼透过纱布，和二氧化钛结合在二氧化钛层表面形成“岛”状覆盖，刷的时候要保证表面的通孔不被堵塞，刷完后，去除纱布，二氧化钛层表面覆盖一层疏水树脂点阵。
本发明中，上述三相光催化废水处理装置的工作原理说明如下：
打开紫外灯，利用进水泵将待处理废水从进水管泵入箱体内，废水从钛板的倾斜表面流下，鼓风机同时启动，空气经过中空玻璃纤维吹到钛板表面的通孔，对流经钛板的废水进行鼓泡，在钛板表面形成一层气垫，由于钛板表面的疏水树脂表面疏水，使部分气泡粘结在其表面，同时，在紫外灯的光照作用下，钛板表面的二氧化钛发生电子跃迁，电子和气泡中的氧结合，形成超氧自由基，抑制了电子和空穴的复合，提高光解效率，也实现了三相催化。而且，形成的超氧自由基也可以参与有机物降解，从而提高降解效率。废水流进钛板的表面，完成废水处理，然后从出水口流出。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
该装置在钛板的二氧化钛层表面设置疏水树脂点阵，利用其疏水性能，持续通入空气，使空气中的氧气和催化剂表面的光生电子结合，可以使光照产生的空穴和光生电子分离，还可以产生超氧自由基，从而获得更好的降解效果。
本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。
附图说明
图1是一种三相光催化废水处理装置的结构示意图。
图2是图1中钛板的结构示意图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明，以更清楚地理解本发明的技术内容。
如图1和图2所示，本发明的一具体实施例中，一种三相光催化废水处理装置，包括箱体1；
在箱体1内部设有钛板2、鼓风机5和紫外灯6，钛板2由钛基板、二氧化钛层和聚氯乙烯层依次构成，该聚氯乙烯层为分布在二氧化钛层上的聚氯乙烯点阵，构成聚氯乙烯点阵的每个聚氯乙烯点在二氧化钛层上呈岛状覆盖；
钛板2倾斜放置，钛板2的顶端与箱体1的内顶联接，钛板2的底端与箱体1的内底联接，钛板2上设有若干通孔3，从每个通孔3穿接一根中空玻璃纤维4，每根中空玻璃纤维4与通孔3连接的一端的横截面的直径和形状，与通孔3的横截面的直径和形状完全相同，所有中空玻璃纤维4的另一端全部套接在鼓风机5的出风口；
鼓风机5和紫外灯6分别位于钛板2的两侧，鼓风机5的出风口正对着钛板2的钛基板侧，紫外灯6的光正对着钛板2的二氧化钛层和聚氯乙烯层；
在箱体1的顶端且位于钛板2的的顶端上方设有进水口，进水口与进水管7连接，进水管的出水口正对着钛板2的二氧化钛层和聚氯乙烯层，这样，进水管7的废水会直接流到钛板2的二氧化钛层和聚氯乙烯层，进水管7的进水口与进水泵8连接；
在箱体1的底部设有出水口9，出水口与钛板2的底端连接，处理后的水流过钛板2后，从出水口9流出。
使用上述三相光催化废水处理装置进行废水处理的过程如下：
打开紫外灯6，利用进水泵8将待处理废水从进水管7泵入箱体1内，废水从钛板2的倾斜表面流下，鼓风机5同时启动，空气经过中空玻璃纤维4吹到钛板2表面的通孔3，对流经钛板2的废水进行鼓泡，在钛板2表面形成一层气垫，由于钛板2表面的聚氯乙烯树脂表面疏水，使部分气泡粘结在其表面，同时，在紫外灯6的光照作用下，钛板2表面的二氧化钛发生电子跃迁，电子和气泡中的氧结合，形成超氧自由基，抑制了电子和空穴的复合，提高光解效率，也实现了三相催化。而且，形成的超氧自由基也可以参与有机物降解，从而提高降解效率。废水流进钛板2的表面，完成废水处理，然后从出水口9流出。
本领域技术人员可以理解，上述聚氯乙烯层也可以用其它疏水树脂取代。
本领域技术人员可以理解，上述通孔3可以是圆孔，也可以是其它形状的孔，但以圆孔为最佳。
本领域技术人员可以理解，上述中空玻璃纤维4可以圆柱体，也可以是与通孔3相匹配的其它形状，但以圆柱体形状为最佳。
上述实施例中，聚氯乙烯树脂点阵在二氧化钛层的分布为200～1000个疏水树脂点/m2。
上述实施例中，通孔3在二氧化钛层的分布为800～3000个/m2。
上述实施例中，通孔3的直径大小为1～3mm。
上述实施例中，钛基板为钛材质。
上述实施例中，钛板2可以通过以下方法制得：
在分布有若干通孔的钛基板上高温(500～700℃)煅烧0.5～1小时，在表面生成二氧化钛覆盖层，冷却后，再用纱布覆盖二氧化钛层，用刷子在纱布表面刷聚氯乙烯树脂，部分聚氯乙烯树脂通过纱布孔眼透过纱布，和二氧化钛结合在二氧化钛层表面形成“岛”状覆盖，刷的时候要保证表面的通孔不被堵塞，刷完后，去除纱布，二氧化钛层表面覆盖一层聚氯乙烯点阵。
由此可见，本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理的情况下，实施方式可作任意修改。所以，本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种三相光催化废水处理装置，包括箱体，其特征在于，
在所述箱体内部设有钛板、鼓风机和紫外灯，所述钛板由钛基板、二氧化钛层和疏水树脂层依次构成，所述疏水树脂层为分布在所述二氧化钛层上的疏水树脂点阵，构成所述疏水树脂点阵的每个疏水树脂点在所述二氧化钛层上呈岛状覆盖；
所述钛板倾斜放置，所述钛板的顶端与所述箱体的内顶联接，所述钛板的底端与所述箱体的内底联接，所述钛板上设有若干通孔，从每个所述通孔穿接一根中空玻璃纤维，每根所述中空玻璃纤维与所述通孔连接的一端的横截面的直径和形状，与所述通孔的横截面的直径和形状完全相同，所有所述中空玻璃纤维的另一端全部套接在所述鼓风机的出风口；
所述鼓风机和所述紫外灯分别位于所述钛板的两侧，所述鼓风机的出风口正对着所述钛板的钛基板侧，所述紫外灯的光正对着所述钛板的二氧化钛层和疏水树脂层；
在所述箱体的顶端且位于所述钛板的顶端上方设有进水口，进水口与进水管连接，所述进水管的出水口正对着所述钛板的二氧化钛层和疏水树脂层，所述进水管的进水口与进水泵连接；
在所述箱体的底部设有出水口，所述出水口与所述钛板的底端连接。
2.如权利要求1所述的三相光催化废水处理装置，其特征在于，所述疏水树脂为聚氯乙烯。
3.如权利要求1所述的三相光催化废水处理装置，其特征在于，所述通孔为圆孔。
4.如权利要求1所述的三相光催化废水处理装置，其特征在于，所述中空玻璃纤维为圆柱体。
5.如权利要求1所述的三相光催化废水处理装置，其特征在于，所述疏水树脂点阵在二氧化钛层的分布为200～1000个疏水树脂点/m2。
6.如权利要求1所述的三相光催化废水处理装置，其特征在于，所述通孔在二氧化钛层的分布为800～3000个/m2。
7.如权利要求1所述的三相光催化废水处理装置，其特征在于，所述通孔的直径大小为1～3mm。
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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 | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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