CN202766327U

CN202766327U - 高效可循环利用光催化工业废水处理装置

Info

Publication number: CN202766327U
Application number: CN 201220350758
Authority: CN
Inventors: 吴佐林
Original assignee: HUNAN XIANKE ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Current assignee: Hunan Xianrui Environment Technology Co ltd
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2022-07-19

Abstract

本实用新型涉及一种高效可循环利用光催化工业废水处理装置，包括混合水箱、光催化反应室、光催化剂分离器，所述混合水箱顶部装有搅拌机，上部设有进水管，下部设有光催化剂回流管、出水管，所述出水管通过水泵与光催化反应室的进水管相连，光催化反应室为多层结构，每层光催化反应室内上部设有紫外灯光源，中间为反应空间，下部设置鼓风曝气管，所述光催化反应室下方设有光催化剂分离器。本实用新型集成了光催化的高级氧化技术、超滤膜膜分离技术以及工业水处理技术，采用多层光催化反应室结构，节省了占地面积，提高了废水处理的反应效率，废水处理质量好。

Description

高效可循环利用光催化工业废水处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种水处理设备，具体地说是一种光催化工业废水处理装置。

背景技术

废水深度净化回用是企业节能减排的实施手段。在我国，有机工业废水的产生量逐年增加，仅1995年我国工业废水(不包括乡镇企业)排放量就为223亿吨，含COD770万吨、重金属1823吨、砷1132吨、氰化物2504吨、挥发酚6366吨、石油类64341吨，其中仅123亿吨废水达标排放，其余部分，尤其是高浓度难降解有机工业废水对环境造成了严重的污染，高浓度难降解有机工业废水主要分布在化工、冶金、炼焦、染料等行业。

难降解有机工业废水主要包括焦化废水、造纸废水、印染废水等，具有水质复杂，危害性大，COD和BOD高，可生化性差等特点，其对环境造成了巨大的危害，排放物的环境污染问题已引起各国政府及环保部门的高度重视。国内外对于难降解有机工业废水的处理方法主要有物理法、生物法和化学法。

高级氧化技术，由于其独特的魅力近年来在废水处理领域成为国内外研究的热点。它主要是利用高活性羟基自由基进攻大分子有机物并与之反应，从而破坏有机物分子结构达到氧化去除有机物的目的，实现高效的氧化处理。

自从二氧化钛光催化分解水被发现以来，基于半导体的光催化研究已经得到广泛的关注。半导体二氧化钛在波长小于387纳米紫外光照射下，将在导带和价带上产生大量光生电子和光生空穴。吸附在二氧化钛上的溶解氧、水分子等与电子空穴作用，产生氢氧自由基等氧化性极强的自由基。这些自由基通过与有机物之间的羟基加合、取代、电子转移等可作用，可使有机物全部或接近全部矿化。因此，目前二氧化钛被用于处理各种有机废水，但处理方法比较简单，只是将粉状二氧化钛投入有机废水中，其中大量的二氧化钛落入废水中得不到光照，不能充分发挥作用，浪费了大量的资源，处理效率也较低。另外，现有的废水处理装置不能有效回收二氧化钛，无法循环利用。

实用新型内容

为了克服上述问题，本实用新型提供了一种可循环利用、效率高、水质好的光催化工业废水处理装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高效可循环利用光催化工业废水处理装置，包括混合水箱、光催化反应室、光催化剂分离器，所述混合水箱顶部装有搅拌机，上部设有进水管，下部设有光催化剂回流管、出水管，所述出水管通过水泵与光催化反应室的进水管相连；光催化反应室为多层结构，每层光催化反应室内上部设有紫外灯光源，中间为反应空间，下部设置鼓风曝气管，鼓风曝气管与设在光催化反应室外部的鼓风机相连，每层光催化反应室还设有溢水管，所述多层光催化反应室下方设有光催化剂分离器，所述光催化剂分离器呈料斗形，分为三个部分，上部装有膜组件，中部装有斜板填料，下部用来收集光催化剂。

进一步的，光催化反应室的两端还设有一外加电场，所述外加电场由阳极、阴极和直流电源构成。

进一步的，所述阳极为石墨板电极，阴极为不锈钢板电极，所述直流电源电压为0～36V。

本实用新型具有以下技术效果：

（1）本实用新型前段采用混合水箱，使悬浮式二氧化钛粉体与废水混合组成悬浮体系，优点是能充分利用催化剂的活性，同时后分离处理采用斜板沉淀加微滤膜过滤组合减少纳米二氧化钛的流失率小于0.1%，让光催化剂重复循环使用克服了传统的固液分离难的问题。

（2）光催化反应室采用多层结构，节省了占地面积，提高了装置的反应效率。在反应器中微曝气不仅能使光催化剂与废水充分混合，清洗微滤膜片，防止微滤膜堵塞，而且能提高溶解氧，结合过剩的电子，抑制表面光生电子和空穴的复合，提高光催化效率。

（3）光催化反应室增设外电场，使得光生电子和空穴分离，减少光生电子和空穴的复合几率，使得具有强氧化性的空穴数量增加，增强光催化剂氧化有机物的效率，同时使得光催化剂和废水充分混合，充分利用催化剂的活性。

本实用新型集成了光催化的高级氧化技术、超滤膜膜分离技术以及工业水处理技术，废水经过处理后，有机物去除率达97％以上，脱盐率达50％以上，出水水质无色、澄清、无味，达到工业纯水的标准。该方法能高效去除难降解有机工业废水中的污染物，实现此类废水的净化回用。

附图说明

图1为本实用新型主视图。

图2为本实用新型俯视图。

附图中：1—光催化剂回流管，2—出水管，3—水泵，4—搅拌机，5—进水管，6—混合水箱，7—光催化剂分离器，8—斜板填料，9—进水管，10—鼓风曝气管，11—紫外灯光源，12—光催化反应室，13—溢水管，14—管道，15—膜组件，16—鼓风机，17—直流电源，18—阴极，19—阳极。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，一种高效可循环利用光催化工业废水处理装置，包括混合水箱6、光催化反应室12、光催化剂分离器7。

所述混合水箱6顶部装有搅拌机4，上部设有进水管5，下部设有光催化剂回流管1、出水管2，所述出水管2通过水泵3与光催化反应室12的进水管9相连。印染废水经过常规物化和生化处理后加入二氧化钛光催化剂1000mg/l，经过混合后进入混合水箱6，混合水箱顶部的搅拌机不断旋转，进行搅拌混合，使得废水和二氧化钛光催化剂充分混合，然后经过水泵3输送到光催化反应室12。

光催化反应室12为多层结构，每层光催化反应室内上部设有紫外灯光源11，中间为反应空间，下部设置鼓风曝气管10，鼓风曝气管10通过管道14与设在光催化反应室12外部的鼓风机16相连。微曝气不仅能使光催化剂与废水充分混合，而且能提高溶解氧，结合过剩的电子，抑制表面光生电子和空穴的复合，提高光催化效率。

每层光催化反应室还设有溢水管13，溢水管13溢出的水流入下方的光催化剂分离器7，所述光催化剂分离器7呈料斗形，分为三个部分，上部装有膜组件15，中部装有斜板填料8，下部用来收集光催化剂。经过重力分离，然后经过斜板沉淀，最后经过中空微滤膜组件将光催化剂与废水分离，废水达标排放，沉淀、过滤分离后的光催化剂经过回流泵重新进入混合水箱，光催化剂的流失率小于0.1%。

如图2所示，光催化反应室12的两端还设有一外加电场，所述外加电场由阳极19、阴极18和直流电源17构成，阳极19采用石墨板电极，阴极18采用不锈钢板电极，所述直流电源17电压为0～36V。增加外电场，使得光生电子和空穴分离，减少光生电子和空穴的复合几率，使得具有强氧化性的空穴数量增加，增强光催化剂氧化有机物的效率，同时使得光催化剂和废水充分混合，充分利用催化剂的活性。

这套装置不仅充分发挥了粉末状光催化剂的高效催化活性，同时通过多级沉淀和微滤膜过滤彻底将光催化剂高效回收，解决了纳米级二氧化钛光催化剂回收难的问题，提高了二氧化钛的利用率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.高效可循环利用光催化工业废水处理装置，包括混合水箱、光催化反应室、光催化剂分离器，所述混合水箱顶部装有搅拌机，上部设有进水管，下部设有光催化剂回流管、出水管，所述出水管通过水泵与光催化反应室的进水管相连，光催化反应室为多层结构，每层光催化反应室内上部设有紫外灯光源，中间为反应空间，下部设置鼓风曝气管，鼓风曝气管与设在光催化反应室外部的鼓风机相连，每层光催化反应室还设有溢水管，所述多层光催化反应室下方设有光催化剂分离器，所述光催化剂分离器呈料斗形，分为三个部分，上部装有膜组件，中部装有斜板填料，下部用来收集光催化剂。

2.根据权利要求1所述的高效可循环利用光催化工业废水处理装置，其特征在于：光催化反应室的两端还设有一外加电场，所述外加电场由阳极、阴极和直流电源构成。

3.根据权利要求2所述的高效可循环利用光催化工业废水处理装置，其特征在于：所述阳极为石墨板电极，阴极为不锈钢板电极，所述直流电源电压为0～36V。