CN109928466A - 一种光电催化净化水处理装置和处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光电催化净化水处理装置和处理方法，涉及光电催化技术领域，包括底板，所述底板的顶部安装有光阳极外圈和阴极内圈，所述底板的顶部位于光阳极外圈和阴极内圈中间的位置转动连接有搅拌刀，所述光阳极外圈的两侧转动连接有安装架，所述安装架的顶部一端固定连接有直流电源，所述光阳极外圈、阴极内圈和直流电源之间通过导线电性连接，所述安装架的两侧均开设有聚光槽，所述聚光槽的内壁两侧之间转动连接有聚光板。该光电催化净化水处理装置和处理方法，使光电催化净化水处理装置在光照环境较差的环境下能够正常工作，提高光电催化净化水处理的效率，同时能够在净化水的同时回收污水中的重金属。

Description

一种光电催化净化水处理装置和处理方法

技术领域

本发明涉及光电催化技术领域，具体为一种光电催化净化水处理装置和处理方法。

背景技术

环境污染及能源危机是目前制约人类社会发展的两大瓶颈，半导体光催化技术有望解决这两大难题，其研究和应用引起了人们的广泛关注，光催化环境净化技术是利用光激发半导体分解有机物的过程，其机理是半导体光催化剂受到光激发产生非平衡载流子即光生电子与空穴，电子与空穴迁移到半导体表面后，由于具有很强的氧化及还原能力，可跟与之接触的有机污染物发生氧化还原反应，将有机物分解为小分子并最终分解为CO2和水，由于光催化可利用自然界中的光能长期工作，使其在环境污染治理领域有广阔的应用前景，半导体光催化技术缓解能源危机的途径是通过其光催化分解水制氢实现，其机理是半导体光催化剂受光激发后，产生的电子空穴迁移到表面后分别与水发生氧化还原反应，生成氢气与氧气。但是现有的光电催化净化水处理装置在光照环境较差的环境下无法正常工作，同时处理的效率较慢。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种光电催化净化水处理装置和处理方法，解决了现有的光电催化净化水处理装置在光照环境较差的环境下无法正常工作，同时处理的效率较慢的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种光电催化净化水处理装置，包括底板，所述底板的顶部安装有光阳极外圈和阴极内圈，所述底板的顶部位于光阳极外圈和阴极内圈中间的位置转动连接有搅拌刀，所述光阳极外圈的两侧转动连接有安装架，所述安装架的顶部一端固定连接有直流电源，所述光阳极外圈、阴极内圈和直流电源之间通过导线电性连接，所述安装架的两侧均开设有聚光槽，所述聚光槽的内壁两侧之间转动连接有聚光板。

优选的，所述光阳极外圈的两侧均固定连接有固定板，所述固定板的两侧之间通过连接板与光阳极外圈固定连接。

优选的，所述安装架的内壁一侧固定连接有支撑板，所述支撑板的顶部固定连接有转动电机，所述转动电机的输出端通过联轴器与固定板连接。

优选的，所述搅拌刀的顶部固定连接有横板，所述横板的顶部固定连接有圆柱，所述固定板的顶部固定连接有搅拌电机，所述搅拌电机的输出端外侧通过皮带与圆柱传动连接。

优选的，所述安装架的顶部固定连接有进水箱，所述进水箱的底部连通有进水管，所述进水管远离进水箱的一端贯穿安装架并且延伸至安装架的下方。

优选的，所述进水管位于安装架下方的一端安装有水阀。

优选的，所述安装架的两侧之间固定连接有排水箱。

优选的，所述一种光电催化净化水处理方法，包括以下步骤，

(1)通水，打开阀门，将进水箱中需要处理的水通入光阳极外圈和底板组成的处理器内，然后关上阀门；

(2)搅拌，启动搅拌电机，带动搅拌刀将处理器中的水搅拌均匀；

(3)水处理，打开电源，光阳极外圈和阴极内圈通电，水中的污染物与光阳极外圈接触时发生氧化反应被净化，水中的金属离子与阴极内圈接触后被还原成金属离子；

(4)排水，启动转动电机，带动处理器转动180度，将经过光电催化净化处理后的水排到排水箱中，然后启动电机将处理器转动到初始位置，打开水阀通水后重复水处理过程。

优选的，所述处理器中的水被净化完成后使用进行取样测试，测试合格后再进行排水步骤。

优选的，所述处理器中的水取样后需要使用有机滤头进行过滤。

(三)有益效果

本发明提供了一种光电催化净化水处理装置和处理方法。具备以下有益效果：

(1)、该光电催化净化水处理装置和处理方法，通过光阳极外圈的两侧转动连接有安装架，安装架的两侧均开设有聚光槽，所述聚光槽的内壁两侧之间转动连接有聚光板，当外部光线较差时调整聚光板的角度，能够提高光阳极外圈处的光照强度，使光电催化净化水处理装置在光照环境较差的环境下能够正常工作。

(2)、该光电催化净化水处理装置和处理方法，通过底板的顶部安装有光阳极外圈和阴极内圈，所述底板的顶部位于光阳极外圈和阴极内圈中间的位置转动连接有搅拌刀，光阳极外圈的两侧均固定连接有固定板，所述固定板的两侧之间通过连接板与光阳极外圈固定连接，搅拌刀的顶部固定连接有横板，所述横板的顶部固定连接有圆柱，所述固定板的顶部固定连接有搅拌电机，所述搅拌电机的输出端外侧通过皮带与圆柱传动连接，在水进行催化净化处理过程中，搅拌电机带动搅拌刀转动，使光阳极外圈和底板组成的处理器中的水处于流动状态，能够加快水中的污染物与光阳极外圈的接触，提高光电催化净化水处理的效率，同时水中的金属离子与阴极内圈3接触后被还原成金属离子，能够在净化水的同时回收污水中的重金属。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图；

图2为本发明处理器结构示意图。

图中：1-底板、2-光阳极外圈、3-阴极内圈、4-搅拌刀、5-安装架、6-直流电源、7-导线、8-聚光槽、9-聚光板、10-固定板、11-连接板、12-支撑板、13-转动电机、14-联轴器、15-横板、16-圆柱、17-搅拌电机、18-皮带、19-进水箱、20-进水管、21-水阀、22-排水箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种光电催化净化水处理装置，包括底板1，底板1的顶部安装有光阳极外圈2和阴极内圈3，底板1的顶部位于光阳极外圈2和阴极内圈3中间的位置转动连接有搅拌刀4，光阳极外圈2的两侧转动连接有安装架5，安装架5的顶部一端固定连接有直流电源6，光阳极外圈2、阴极内圈3和直流电源6之间通过导线7电性连接，安装架5的两侧均开设有聚光槽8，聚光槽8的内壁两侧之间转动连接有聚光板9，当外部光线较差时调整聚光板9的角度，能够提高光阳极外圈2处的光照强度，使光电催化净化水处理装置在光照环境较差的环境下能够正常工作。

光阳极外圈2的两侧均固定连接有固定板10，固定板10的两侧之间通过连接板11与光阳极外圈2固定连接固定板10和连接板11起到保护光阳极外圈2的作用。

安装架5的内壁一侧固定连接有支撑板12，支撑板12的顶部固定连接有转动电机13，转动电机13的输出端通过联轴器14与固定板10连接。

搅拌刀4的顶部固定连接有横板15，横板15的顶部固定连接有圆柱16，固定板10的顶部固定连接有搅拌电机17，搅拌电机17的输出端外侧通过皮带18与圆柱16传动连接，在水进行催化净化处理过程中，搅拌电机17带动搅拌刀4转动，使光阳极外圈2和底板1组成的处理器中的水处于流动状态，能够加快水中的污染物与光阳极外圈2的接触，提高光电催化净化水处理的效率。

安装架5的顶部固定连接有进水箱19，进水箱19的底部连通有进水管20，进水管20远离进水箱19的一端贯穿安装架5并且延伸至安装架5的下方。

进水管20位于安装架5下方的一端安装有水阀21。

安装架5的两侧之间固定连接有排水箱22。

一种光电催化净化水处理方法，其特征在于：包括以下步骤，

(1)通水，打开阀门，将进水箱中需要处理的水通入光阳极外圈和底板组成的处理器内，然后关上阀门；

(2)搅拌，启动搅拌电机，带动搅拌刀将处理器中的水搅拌均匀；

(3)水处理，打开电源，光阳极外圈和阴极内圈通电，水中的污染物与光阳极外圈接触时发生氧化反应被净化，水中的金属离子与阴极内圈接触后被还原成金属离子；

(4)排水，启动转动电机，带动处理器转动180度，将经过光电催化净化处理后的水排到排水箱中，然后启动电机将处理器转动到初始位置，打开水阀通水后重复水处理过程。

处理器中的水被净化完成后使用进行取样测试，测试合格后再进行排水步骤。

处理器中的水取样后需要使用有机滤头进行过滤。

工作时，打开阀门21，将进水箱19中需要处理的水通入光阳极外圈2和底板1组成的处理器内，然后关上阀门21，启动搅拌电机17，带动搅拌刀4将处理器中的水搅拌均匀，打开直流电源6，光阳极外圈2和阴极内圈3通电，水中的污染物与光阳极外圈2接触时发生氧化反应被净化，水中的金属离子与阴极内圈3接触后被还原成金属离子，启动转动电机13，带动处理器转动180度，将经过光电催化净化处理后的水排到排水箱22中，然后启动转动电机13将处理器转动到初始位置，打开水阀21通水后重复水处理过程即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种光电催化净化水处理装置，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)的顶部安装有光阳极外圈(2)和阴极内圈(3)，所述底板(1)的顶部位于光阳极外圈(2)和阴极内圈(3)中间的位置转动连接有搅拌刀(4)，所述光阳极外圈(2)的两侧转动连接有安装架(5)，所述安装架(5)的顶部一端固定连接有直流电源(6)，所述光阳极外圈(2)、阴极内圈(3)和直流电源(6)之间通过导线(7)电性连接，所述安装架(5)的两侧均开设有聚光槽(8)，所述聚光槽(8)的内壁两侧之间转动连接有聚光板(9)。

2.根据权利要求1所述的一种光电催化净化水处理装置，其特征在于：所述光阳极外圈(2)的两侧均固定连接有固定板(10)，所述固定板(10)的两侧之间通过连接板(11)与光阳极外圈(2)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种光电催化净化水处理装置，其特征在于：所述安装架(5)的内壁一侧固定连接有支撑板(12)，所述支撑板(12)的顶部固定连接有转动电机(13)，所述转动电机(13)的输出端通过联轴器(14)与固定板(10)连接。

4.根据权利要求3所述的一种光电催化净化水处理装置，其特征在于：所述搅拌刀(4)的顶部固定连接有横板(15)，所述横板(15)的顶部固定连接有圆柱(16)，所述固定板(10)的顶部固定连接有搅拌电机(17)，所述搅拌电机(17)的输出端外侧通过皮带(18)与圆柱(16)传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种光电催化净化水处理装置，其特征在于：所述安装架(5)的顶部固定连接有进水箱(19)，所述进水箱(19)的底部连通有进水管(20)，所述进水管(20)远离进水箱(19)的一端贯穿安装架(5)并且延伸至安装架(5)的下方。

6.根据权利要求5所述的一种光电催化净化水处理装置，其特征在于：所述进水管(20)位于安装架(5)下方的一端安装有水阀(21)。

7.根据权利要求6所述的一种光电催化净化水处理装置，其特征在于：所述安装架(5)的两侧之间固定连接有排水箱(22)。

8.根据权利要求7所述的一种光电催化净化水处理方法，其特征在于：包括以下步骤，

(1)通水，打开阀门，将进水箱中需要处理的水通入光阳极外圈和底板组成的处理器内，然后关上阀门；

(2)搅拌，启动搅拌电机，带动搅拌刀将处理器中的水搅拌均匀；

(3)水处理，打开电源，光阳极外圈和阴极内圈通电，水中的污染物与光阳极外圈接触时发生氧化反应被净化，水中的金属离子与阴极内圈接触后被还原成金属离子；

(4)排水，启动转动电机，带动处理器转动180度，将经过光电催化净化处理后的水排到排水箱中，然后启动电机将处理器转动到初始位置，打开水阀通水后重复水处理过程。

9.根据权利要求8所述的一种光电催化净化水处理方法，其特征在于：所述处理器中的水被净化完成后使用进行取样测试，测试合格后再进行排水步骤。

10.根据权利要求9所述的一种光电催化净化水处理方法，其特征在于：所述处理器中的水取样后需要使用有机滤头进行过滤。