CN202924862U - 一种光催化猪场废水处理装置 - Google Patents

一种光催化猪场废水处理装置 Download PDF

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肖应东
张俊峰
程珍
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Abstract

本实用新型公开了一种光催化猪场废水处理装置。该装置包括通过管路依次连接的精密过滤装置、气液混合装置及纳米触媒装置；所述精密过滤装置与所述气液混合装置间还通过一分支管路连接有一臭氧添加装置。所述精密过滤装置后方通过一循环管与所述纳米触媒装置末端相连接。所述纳米触媒装置上方还设有一真空紫外线装置。本实用新型通过臭氧添加装置现场制造臭氧，其产生和停止都经由电力控制，操作简便，危害性小，运作时整套设备占地面积小，操作方便，维护费用低。另外，光触媒具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能，有助于整体环境的优化。

Description

一种光催化猪场废水处理装置
技术领域
    本实用新型涉及一种废水处理装置，具体地讲，涉及一种光催化猪场废水处理装置。
背景技术
    猪场养猪废水主要成分包括猪尿、部分猪粪和猪舍冲洗水，该类废水悬浮物多，臭味大，属高有机、高氮、高磷污水，且碳氮比例失调，尤其是氨氮的含量很高，这一点是养殖废水处理的难度与关键所在。目前猪场废水处理方法有以下几种方法：第一，厌氧生物处理：可有效去除养猪废水中COD和悬浮固体，并获得产量稳定的甲烷气体，经厌氧处理后的出水虽然可用于农业灌溉，但厌氧分解产生的氨氮、水的气味和水中的病原体不仅降低了环境质量，而且威胁着人类的健康。第二，好氧生物处理：主要采用活性污泥法，此法去除COD及悬浮固体的效果较好，但去除氮、磷的效果较差，而且停留时间长，对溶解氧要求及营养物的需求都很高。第三，厌氧-好氧生物处理：在运行操作合理的情况下可以分别达到脱氮和除磷的目的，但是设备占地面积大，管理要求高，不适用于一些土地资紧缺的地区。第四，生态处理：人工湿地处理养猪废水，能有效去除有机质，但对无机氮的去除效果不令人满意。
近年来通过光催化分解有机物的工艺被普遍运用于化工相关的各个方面，光触媒在光的照射下，会会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧，其原理大致如下：
首先，臭氧在光解作用下产生游离羟基，然后与其他物质发生光化学反应，根据Grotthus-Draper和Einstein-Stark定律，在光反应下，当分子吸收光子后，会产生电子转移现象，促使分子活化。电子由低能阶被激发到高能阶的轨道，如电子轨道恰位于化学键上，且光能足够时则可打断化学键，并产生自由基反应。
实用新型内容
本实用新型的目的在于为克服现有技术的不足及存在的问题，提出一种以光催化为主要污水处理手段的光催化猪场废水处理装置。
该装置包括通过管路依次连接的精密过滤装置、气液混合装置及纳米触媒装置；所述精密过滤装置与所述气液混合装置间还通过一分支管路连接有一臭氧添加装置。臭氧通过紫外线照射在光触媒系统中反应是一种较新的废水处理技术，该方法可以使难分解性有机物较化为易分解性无机物，用经济的方法处理易分解性物质；光触媒的利用空气中的氧分子及水分子将所接触的有机物转换为二氧化碳跟水，自身不起变化，却可以促进化学反应的发生，理论上有效期非常长久。
为了加强处理效率，最大化发挥设备功能，所述精密过滤装置后方通过一循环管与所述纳米触媒装置末端相连接。这样最后一步没有分解完成的废水可以回流并重新进行气液混合，然后再次进入纳米触媒系统中。
一般光催化系统使用阳光中的紫外线亦可进行废水处理，但是从提升处理效率的角度考量，在本实用新型中我们加大紫外线的功率，为此所述纳米触媒装置上方还设有一真空紫外线装置。
该系统的羟基产生效率高，能将污染物在短时间内完全破坏，使其矿化成最稳定产物；而且易耗品少，反应时间短；反应中加入的臭氧可迅速催化分解为氧气，无残留性，无二次污染。
本实用新型通过臭氧添加装置现场制造臭氧，其产生和停止都经由电力控制，操作简便，危害性小，运作时整套设备占地面积小，操作方便，维护费用低。另外，光触媒具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能，有助于整体环境的优化。
附图说明
图1是本实用新型的优选结构示意图；
图2是本实用新型的优选工作流程图；
附图标记：1、精密过滤装置；2、气液混合装置；3、纳米触媒装置；4、臭氧添加装置；5、循环管。
具体实施方式
参照图1所示，该装置包括通过管路依次连接的精密过滤装置1、气液混合装置2及纳米触媒装置3；所述精密过滤装置1与所述气液混合装置2间还通过一分支管路连接有一臭氧添加装置4。污水从图中左侧通入，依次通过上述三个装置进行过滤、混合及催化处理即可得到符合标准的净水。
优选地，所述精密过滤装置1后方通过一循环管5与所述纳米触媒装置3末端相连接。如果最后一步废水处理不完全，即可通过循环管5送回与臭氧再次混合，然后再催化处理。
优选地，所述纳米触媒装置3上方还设有一真空紫外线装置。该装置可以提供的额外的紫外线，使得其处理效率高于仅靠日光中紫外线处理的效率。
在上述各个实施例中，优选的工艺参数如下：
过滤精度优选控制在10μm以内，同时，气液混合比为1:9～1:10，形成直径小于100纳米的气泡；气液混合后，混合液臭氧浓度控制在5～8mg/L；催化所用触媒优选二氧化钛半导体材料，其粒径在10nm以下，在600～800℃烧结为锐钛矿结构即可。真空紫外线优选波长为185nm和254nm混合光。
根据以上说明书中的阐述，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，上述实施例中提到的内容并非是对本实用新型的限定，在不脱离本实用新型的实用新型构思的前提下，任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1. 一种光催化猪场废水处理装置，其特征在于：该装置包括通过管路依次连接的精密过滤装置、气液混合装置及纳米触媒装置；所述精密过滤装置与所述气液混合装置间还通过一分支管路连接有一臭氧添加装置。
2. 按照权利要求1所述的光催化猪场废水处理装置，其特征在于：所述精密过滤装置后方通过一循环管与所述纳米触媒装置末端相连接。
3. 按照权利要求1或2所述的光催化猪场废水处理装置，其特征在于：所述纳米触媒装置上方还设有一真空紫外线装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104692517A (zh) * 2015-03-06 2015-06-10 中国海洋石油总公司 一种紫外光耦合触媒臭氧分解炼化厂反渗透水的方法

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