CN112551775A - 一种紫外光臭氧催化氧化污水处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种紫外光臭氧催化氧化污水处理装置，包括壳体内部臭氧催化氧化室和紫外光催化氧化室通过活性炭板隔开，臭氧催化氧化室位于紫外光催化氧化室的底部；臭氧催化氧化室的侧壁外中部安装有电机，电机的输出端连接有联轴器，联轴器的一端连接有贯穿臭氧催化氧化室的转杆，转杆上设置有搅拌桨；紫外光催化氧化室两侧的侧壁设置有多块紫外光源板和臭氧输送孔，紫外光源板相对于侧壁具有一倾斜角；活性炭板表面涂覆有紫外光氧化催化剂，活性炭板向下凸起；臭氧催化氧化室侧壁底部连接有进水管，紫外光催化氧化室侧壁顶部连接有出水管。本发明处理方法简单，污水处理效果好，工作效率高，处理成本低廉，适合广泛推广和应用。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，更具体的说是涉及一种紫外光臭氧催化氧化污水处理装置及方法。
背景技术
在化工、制药、印染、造纸、印刷、煤化工、炼焦、石油化工等行业排放大量有机废水，废水中含有偶氮、碳双键、硝基、卤代基、苯环等结构的难降解的有机物质，对于这类废水，采用常规的物理生物方法进行处理，出水难以达标。
国内外现有的处理技术包括强化生物降解、混凝、吸附、膜分离以及高级氧化技术等。臭光催化降解技术原理是紫外光氧化催化剂如TiO2在紫外光的照射下被激活，当能量大于或等于半导体带隙能的光波(hv)辐射TiO2时， TiO2价带(VB)上的电子吸收光能(hv)后被激发到导带(CB)上，使导带上产生激发态电子(e-)，而在价带(VB)上产生带正电荷的空穴(h+)。e-与吸附在TiO2颗粒表面上的O2发生还原反应，生成O2-，O2-与H+进一步反应生成H2O2，而h+与H2O、OH-发生氧化反应生成高活性的·OH，H2O2，·OH把吸附在TiO2表面上的有机污染物(简称为R)降解为CO2、H2O等，把有毒有害的污染物氧化或还原为无害物，并杀灭细菌病毒。
臭氧是一种强氧化剂，能与水中各种形态存在的污染物质(溶解、悬浮、胶体物质及微生物等)起反应，将复杂的有机物转化成为简单有机物，使污染物的极性、生物降解性和毒性等发生改变。
目前，现有技术中的紫外光-臭氧催化氧化污水处理装置中，臭氧和紫外光与污水接触不够充分，导致污水处理效率低下，紫外光-臭氧催化氧化污水处理装置的使用运行的成本高，因此，如何加快污水流速，提高污水处理效率，降低处理成本是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种紫外光臭氧催化氧化污水处理装置及处理方法。
技术方案具体如下：
一种紫外光臭氧催化氧化污水处理装置，包括：壳体，上述壳体内部包括臭氧催化氧化室和紫外光催化氧化室，上述臭氧催化氧化室和紫外光催化氧化室通过活性炭板隔开，上述臭氧催化氧化室位于紫外光催化氧化室的底部；
上述臭氧催化氧化室的侧壁外中部安装有电机，上述电机的输出端连接有联轴器，上述联轴器的一端连接有贯穿臭氧催化氧化室的转杆，上述转杆上设置有搅拌桨；
上述紫外光催化氧化室两侧的侧壁设置有多块紫外光源板和多个臭氧输送孔，上述紫外光源板相对于侧壁具有一倾斜角；
上述活性炭板表面涂覆有紫外光氧化催化剂，上述活性炭板向下凸起；
上述臭氧催化氧化室侧壁底部连接有进水管，上述紫外光催化氧化室侧壁顶部连接有出水管。
本发明的有益效果是：本发明紫外光臭氧催化氧化污水处理装置内增设电机，使转杆带动搅拌桨不断地转动，加快臭氧催化氧化速度，从而提高了工作效率；
紫外光催化氧化室两侧的侧壁设置的紫外光源板，一侧的紫外光源板倾斜方向均朝上，另一侧的紫外光源板倾斜方向均朝下，紫外光催化氧化室内通过紫外光源板引导水流方向，加强了臭氧、紫外光与水的接触程度，将紫外光催化氧化污水处理与臭氧催化氧化污水处理有机结合，进行二次臭氧催化氧化，以达到完全降解有机物的目的，污水在曝气管和紫外灯的共同引导下流动，与臭氧充分接触，紫外灯既有强化催化的作用，又能起到导流的作用，可以使废水中的有机污染物充分反应，达到有效降解有机物的目的，同时上述活性炭板上附着有紫外光催化氧化剂，有助于废水废气在净化反应装置内充分得到紫外光的净化作用；
活性炭板凸起部分朝向进水方向，这样的结构能增大污水与活性炭的接触面积，进而使污水与紫外光氧化催化剂接触反应更充分，进一步提高污水处理效率。
进一步，还包括：臭氧发生器、输气管和回气管，上述臭氧发生器的输出端通过输气管与上述臭氧催化氧化室内底部连接，输入端通过回气管与上述紫外光催化氧化室内顶部连接，上述输气管上设置有气泵。
采用上述进一步的有益效果是：通过增设回气管，将残留的气体再次导入臭氧发生器的输入端，实现循环使用臭氧，提高装置的实用性。
进一步，上述输气管的输出端设置有曝气头。
采用上述进一步的有益效果是：曝气头可以提高污水和臭氧的接触程度，提高反应效率。
进一步，上述活性炭板设置为网状结构。
采用上述进一步的有益效果是：活性炭板设置为网状结构，增强过滤效果。
进一步，上述臭氧输送孔的外部连接有臭氧曝气管。
采用上述进一步的有益效果是：紫外光催化氧化室内各位置均有臭氧进入，使紫外光催化氧化室内的废水和臭氧充分接触，提高净化效率。
进一步，上述紫外光氧化催化剂为二氧化钛。
进一步，上述紫外光源板的内部设置有紫外灯，上述紫外灯的外部包覆有石英板。
进一步，上述紫外灯为石英玻璃紫外线灯。
本发明还提供上述紫外光臭氧催化氧化污水处理装置的处理方法，包括以下步骤：
(1)启动电机，搅拌桨转动，污水通过进水管进入臭氧催化氧化室，通过气泵将臭氧从臭氧发生器通入臭氧催化氧化室中的曝气头中，在臭氧催化氧化室进行臭氧氧化；
(2)污水经过活性炭板的过滤处理，进入紫外光催化氧化室，臭氧通过臭氧曝气管输送进来，污水根据紫外光源板的导向流动，充分接触臭氧和紫外光源板，进行臭氧氧化和紫外光催化氧化；
(3)残留的臭氧通过回气管再次导入臭氧发生器的输入端，污水处理后通过出水管排出紫外光催化氧化室，完成污水处理。
本发明的有益效果是：本发明紫外光臭氧催化氧化污水处理装置的处理方法简单，污水处理效果好，工作效率高，处理成本低廉，适合广泛推广和应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明紫外光臭氧催化氧化污水处理装置结构示意图；
其中，1-壳体，2-臭氧催化氧化室，3-紫外光催化氧化室，4-活性炭板， 5-电机，6-联轴器，7-转杆，8-搅拌桨，9-紫外光源板，10-臭氧输送孔，11- 进水管，12-出水管，13-臭氧发生器，14-输气管，15-回气管，16-气泵，17- 曝气头。
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1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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“竖直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
如图1所示，本发明紫外光臭氧催化氧化污水处理装置，包括：壳体1，壳体1内部包括臭氧催化氧化室2和紫外光催化氧化室3，臭氧催化氧化室2 和紫外光催化氧化室3通过活性炭板4隔开，臭氧催化氧化室2位于紫外光催化氧化室3的底部；
臭氧催化氧化室2的侧壁外中部安装有电机5，电机5的输出端连接有联轴器6，联轴器6的一端连接有贯穿臭氧催化氧化室2的转杆7，转杆7上设置有搅拌桨8；
紫外光催化氧化室3两侧的侧壁设置有多块紫外光源板9和多个臭氧输送孔10，紫外光源板9相对于侧壁具有一倾斜角；
活性炭板4表面涂覆有紫外光氧化催化剂，活性炭板4向下凸起；
臭氧催化氧化室2侧壁底部连接有进水管11，紫外光催化氧化室3侧壁顶部连接有出水管12。本发明紫外光臭氧催化氧化污水处理装置内增设电机5，使转杆7带动搅拌桨8不断地转动，加快臭氧催化氧化速度，从而提高了工作效率；紫外光催化氧化室3内通过紫外光源板9引导水流方向，加强了臭氧、紫外光与水的接触程度，将紫外光催化氧化污水处理与臭氧催化氧化污水处理有机结合，进行二次臭氧催化氧化，以达到完全降解有机物的目的，污水在曝气管和紫外灯的共同引导下流动，与臭氧充分接触，紫外灯既有强化催化的作用，又能起到导流的作用，可以使废水中的有机污染物充分反应，达到有效降解有机物的目的，同时活性炭板4上附着有紫外光催化氧化剂，有助于废水废气在净化反应装置内充分得到紫外光的净化作用；活性炭板4 凸起部分朝向进水方向，这样的结构能增大污水与活性炭的接触面积，进而使污水与紫外光氧化催化剂接触反应更充分，进一步提高污水处理效率。
在一个实施例中，还包括：臭氧发生器13、输气管14和回气管15，臭氧发生器13的输出端通过输气管14与臭氧催化氧化室2内底部连接，输入端通过回气管15与紫外光催化氧化室3内顶部连接，输气管14上设置有气泵16。通过增设回气管15，将残留的气体再次导入臭氧发生器13的输入端，实现循环使用臭氧，提高装置的实用性。
在一个实施例中，输气管14的输出端设置有曝气头17。曝气头17可以提高污水和臭氧的接触程度，提高反应效率。
在一个实施例中，活性炭板4设置为网状结构。活性炭板4设置为网状结构，增强过滤效果。
在一个实施例中，臭氧输送孔10的外部连接有臭氧曝气管。紫外光催化氧化室3内各位置均有臭氧进入，使紫外光催化氧化室3内的废水和臭氧充分接触，提高净化效率。
在一个实施例中，紫外光氧化催化剂为二氧化钛。
在一个实施例中，紫外光源板9的内部设置有紫外灯，紫外灯的外部包覆有石英板。
在一个实施例中，紫外灯为石英玻璃紫外线灯。
本发明还提供上述紫外光臭氧催化氧化污水处理装置的处理方法，包括以下步骤：
(1)启动电机5，搅拌桨8转动，污水通过进水管11进入臭氧催化氧化室2，通过气泵16将臭氧从臭氧发生器13通入臭氧催化氧化室2中的曝气头 17中，在臭氧催化氧化室2进行臭氧氧化；
(2)污水经过活性炭板4的过滤处理，进入紫外光催化氧化室3，臭氧通过臭氧曝气管输送进来，污水根据紫外光源板9的导向流动，充分接触臭氧和紫外光源板9，进行臭氧氧化和紫外光催化氧化；
(3)残留的臭氧通过回气管15再次导入臭氧发生器13的输入端，污水处理后通过出水管12排出紫外光催化氧化室3，完成污水处理。
本发明紫外光臭氧催化氧化污水处理装置的处理方法简单，污水处理效果好，工作效率高，处理成本低廉，适合广泛推广和应用。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种紫外光臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内部包括臭氧催化氧化室和紫外光催化氧化室，所述臭氧催化氧化室和紫外光催化氧化室通过活性炭板隔开，所述臭氧催化氧化室位于紫外光催化氧化室的底部；
所述臭氧催化氧化室的侧壁外中部安装有电机，所述电机的输出端连接有联轴器，所述联轴器的一端连接有贯穿臭氧催化氧化室的转杆，所述转杆上设置有搅拌桨；
所述紫外光催化氧化室两侧的侧壁设置有多块紫外光源板和多个臭氧输送孔，所述紫外光源板相对于侧壁具有一倾斜角；
所述活性炭板表面涂覆有紫外光氧化催化剂，所述活性炭板向下凸起；
所述臭氧催化氧化室侧壁底部连接有进水管，所述紫外光催化氧化室侧壁顶部连接有出水管。
2.根据权利要求1所述一种紫外光臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，还包括：臭氧发生器、输气管和回气管，所述臭氧发生器的输出端通过所述输气管与所述臭氧催化氧化室内底部连接，输入端通过所述回气管与所述紫外光催化氧化室内顶部连接，所述输气管上设置有气泵。
3.根据权利要求2所述一种紫外光臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，所述输气管的输出端设置有曝气头。
4.根据权利要求1所述一种紫外光臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，所述活性炭板设置为网状结构。
5.根据权利要求1所述一种紫外光臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，所述臭氧输送孔的外部连接有臭氧曝气管。
6.根据权利要求1所述一种紫外光臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，所述紫外光氧化催化剂为二氧化钛。
7.根据权利要求1所述一种紫外光臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，所述紫外光源板的内部设置有紫外灯，所述紫外灯的外部包覆有石英板。
8.根据权利要求7所述一种紫外光臭氧催化氧化污水处理装置，其特征在于，所述紫外灯为石英玻璃紫外线灯。
9.一种如权利要求1-8任一项所述紫外光臭氧催化氧化污水处理装置的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)启动电机，搅拌桨转动，污水通过进水管进入臭氧催化氧化室，通过气泵将臭氧从臭氧发生器通入臭氧催化氧化室中的曝气头中，在臭氧催化氧化室进行臭氧氧化；
(2)污水经过活性炭板的过滤处理，进入紫外光催化氧化室，臭氧通过臭氧曝气管输送进来，污水根据紫外光源板的导向流动，充分接触臭氧和紫外光源板，进行臭氧氧化和紫外光催化氧化；
(3)残留的臭氧通过回气管再次导入臭氧发生器的输入端，污水处理后通过出水管排出紫外光催化氧化室，完成污水处理。
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