CN201024105Y - 臭氧光催化净水器 - Google Patents

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臭氧光催化净水器涉及一种利用臭氧和紫外线在二氧化钛光催化作用下进行杀菌和处理高稳定性有毒有害有机物的水处理设备。待处理水由进水口(1)进入到腔体(3)，腔体(3)内装有空心圆柱状光催化剂膜(6)或者流态化纳米二氧化钛光催化剂载体颗粒(7)，腔体(3)内还装有能够产生臭氧的185纳米紫外线灯及石英套管(4)，在水流过腔体(3)时，紫外线灯产生紫外线，照射到微生物上将其杀灭。同时紫外线灯产生的紫外线也照射到纳米二氧化钛等光催化剂表面上，产生羟基自由基，可迅速有效的与有机物反应使其分解，或杀灭微生物。

Description

臭氧光催化净水器
所属技术领域：
本实用新型涉及一种利用臭氧和紫外线在二氧化钛光催化作用下进行杀菌或处理有毒有害有机污染物的水处理设备。
背景技术：
水环境保护是当前人类社会广泛关注的一个问题，随着我国国民经济的快速发展，高浓度或者高稳定有毒有害的有机废水对我国宝贵的水资源造成威胁。高浓度或者高稳定有毒有害的有机物(例如农药)对环境的污染非常严重，具有排放量大、污染面广和生物难降解等特点，引起了人们的广泛关注。尽管已经研究和开发了一系列的工艺来处理这些高浓度或者高稳定有毒有害的有机物，但从总体上说这些处理工艺还不能有效地将这些有机物彻底无害化，对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的高稳定有毒有害物质处理较困难，例如部分染色废水、TNT废水等，特别是饮用水行业，很多制水单位都无法去除饮用水中农药之类的高稳定有毒有害的有机物。另外，国内水体杀菌普遍采用化学方法对水进行杀菌处理，所用的化学药物基本以氯系消毒剂为主，由于采用氯系消毒，尽管解决了水的杀菌问题，但由此带来了味道问题和二次污染等问题。
发明内容：
为了克服现有高级氧化技术和杀菌技术所存在的问题，本实用新型的目的是在二氧化钛光催化剂的作用下，利用臭氧和紫外线对水体进行杀菌和处理有机物，主要通过高活性、无反应选择性和极强氧化性的·OH，通过自由基反应，能够将高稳定有毒有害的有机物(例如农药)有效分解，并使水体中的病源微生物得到彻底地杀灭。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在进水口和出水口之间有一个反应器腔体，反应器腔体中有紫外线灯及石英套管，紫外线灯能发射185nm紫外线，反应器腔体中还装有空心圆柱状纳米二氧化钛光催化剂膜或者流态化二氧化钛光催化剂载体颗粒。紫外线灯产生紫外线，对水体中的病源微生物进行杀灭。同时，紫外线照射在纳米二氧化钛等光催化剂上，产生羟基自由基(.OH)和活性氧离子(O2-)，它们具有很强的氧化能力，能在短时间内破坏高分子或者高稳定性有机物或者细菌的增殖能力而使细胞死亡，避免细菌的复活，从而达到彻底杀灭水中微生物、去除水中的有机物的目的。腔体中的臭氧可以通过185纳米的紫外线产生，臭氧用量不够时也可以通过臭氧发生器产生并加入到腔体中。臭氧本身可以杀菌和破坏破坏有机物，同时在纳米二氧化钛等光催化剂的催化作用下，加速并提高杀菌和破坏高分子高稳定性有机物的效率。
本实用新型的优点是：(1)能彻底杀灭水中微生物，避免其复活。(2)纳米二氧化钛等光催化剂经紫外线照射产生羟基自由基，可迅速有效的与有机物反应，分解有机物。(3)利用紫外线、臭氧、羟基自由基的联合作用，彻底分解高分子或者高稳定性有毒有害有机物，例如农药等。(4)有很强抗污染能力，有很强的抗油和抗悬浮污染物能力，能适应较广泛的进水水质。(5)不添加任何化学试剂，避免对了水体的二次污染，确保了对操作者的安全。(6)紫外线、臭氧、羟基自由基等参与反应并完成后，没有任何残留或者产生其它副产物，没有二次污染问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1是臭氧光催化净水器第一个实施例的平面构造图。
图2是臭氧光催化净水器第二个实施例的平面构造图。
图中1.进水口，2.出水口，3.紫外线光催化反应器腔体，4.紫外线灯及石英套管，5.臭氧补充入口，6.光催化剂膜，7.二氧化钛等光催化剂载体颗粒，8.固液分离器，9.回流管，10.支架。
具体实施方式
由图可知，待处理水由进水口(1)进入到腔体(3)，腔体(3)内装有空心圆柱状光催化剂膜(6)或者流态化纳米二氧化钛光催化剂载体颗粒(7)，腔体(3)内还装有能够产生臭氧的185纳米紫外线灯及石英套管(4)，在水流过腔体(3)时，紫外线灯产生紫外线，照射到微生物上将其杀灭。同时紫外线灯产生的紫外线也照射到纳米二氧化钛等光催化剂表面上，产生羟基自由基，可迅速有效的与有机物反应使其分解，并杀灭微生物。另外，紫外线灯还产生185纳米紫外线，从而激发产生臭氧，臭氧用量不够时也可以通过臭氧发生器产生并加入到腔体中。臭氧本身可以杀菌和破坏破坏有机物，同时在纳米二氧化钛光催化剂的催化作用下，加速并提高杀菌和破坏高分子高稳定性有机物的能力和效率。处理后净水通过出水口(2)排出。整个设备的供电和自动控制由电控系统完成。
在第一个实施例中，光催化剂是采用空心圆柱状光催化剂膜(6)，其形状象无底的杯子，将腔体(3)分割成几段，大口外缘紧贴腔体(3)内壁，小口内缘紧贴石英套管(4)外壁，膜面上均匀分布很多网状细孔，水可以通过，孔壁上嵌有或者涂有锐态型纳米二氧化钛，催化剂膜(6)可以由泡沐镍制成，也可以是由其它金属或者非金属材料外涂锐态型纳米二氧化钛等制成。空心圆柱状光催化剂膜(6)之间应当有一个由抗紫外线耐腐蚀的金属或者非金属材料制成的定位环，起密封和定位作用。空心圆柱状光催化剂膜的锥角为30度左右。
在第二个实施例中，光催化剂是采用流态化纳米二氧化钛光催化剂载体颗粒(7)，在设备的进水口(1)的四周形成负压，使光催化剂载体颗粒(7)回流。紫外线光催化反应器腔体(3)还带有一个回流管(9)，使光催化剂载体颗粒(7)回流。光催化剂载体颗粒(7)悬浮在水中不断碰撞，并产生压电反应，降解有机污染物，并杀灭微生物，同时，清理石英套管上的污垢，以保持石英套管的透光率。紫外线光催化反应器腔体(3)的外壳一般采用不锈钢制成，也可以采用其它抗紫外耐腐蚀的金属或者非金属材料制作。紫外线光催化反应器腔体(3)和紫外线灯及石英套管(4)的安装方法与普通紫外线杀菌器的基本相同。在第二个实施例中，腔体的末端是一个固液分离器(8)，使光催化剂载体颗粒(7)截留分离出来，并通过回流管(9)回流到进水处，循环使用。固液分离器(8)上有孔或者窄长缝隙，让水通过，并由出水口(2)排出。流态化纳米二氧化钛光催化剂载体颗粒(7)在腔体(3)中的体积比不超过12％。固液分离和载体回流方式还可以有几种不同的形式。固液分离时，其孔隙容易被堵塞，可采用机械、水流反冲、压缩空气冲刷等方式清除。处理后的水中的有机物被氧化分解，微生物被杀灭。

Claims (1)

1.一种臭氧光催化净水器，在进水口和出水口之间有一个反应器腔体，反应器腔体中有185nm紫外线灯及石英套管，其特征是：反应器腔体中还装有空心圆柱状纳米二氧化钛光催化剂膜或者流态化二氧化钛光催化剂载体颗粒。
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Contract fulfillment period: 2008.3.5 to 2013.3.4

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