CN204643904U - 振荡式光催化处理废水的装置 - Google Patents

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刘少敏
高良敏
葛建华
郭学涛
杨清
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Abstract

振荡式光催化处理废水的装置，包括摇床以及两个以上的反应器，所述反应器为一端面开口、另一端面封闭的中空柱体结构，并且所述反应器由内向外包括石英层和玻璃层，所述反应器开口朝上地固定在摇床内，所述反应器的上端开有进水口、下端开有出水口，前一个反应器的出水口与后一个反应器的进水口之间通过第一管道连通，第一个反应器的进水口与最后一个反应器的出水口之间通过第二管道连通，所述第二管道上安装有蠕动泵，所述反应器的内腔中还配置有光源。本实用新型光催化处理废水的过程中，在震荡和光照的双重作用下，使得催化剂和反应底物充分接触，加快反应的进行。另外本实用新型结构简单、易于制造、操作方便、实用性很强。

Description

振荡式光催化处理废水的装置
技术领域
本实用新型涉及废水处理领域，具体地说涉及一种振荡式光催化处理废水的装置。
背景技术
伴随着我国经济的快速发展，环境问题也日趋严重，尤其是大量有机废水给环境带来了很大的挑战。有机废水浓度高，会危害水生生态系统，导致水质恶化，而且还会给周围居民生活带来很大影响。有机废水中含有大量有毒难降解有机物，在水体、土壤等自然环境中不断累积、富集，最后通过食物链进入人体，危害人体健康。因此，有机废水产生的一系列环境问题引起人们很大的重视。但是众所周知，有机废水成分复杂，时空差距也很大；污染物浓度较大，波动范围非常明显；难降解有机物多，毒性也很强，重金属含量高；污水种类多、水质差别非常明显。有机废水的这些特点给有机废水的处理带来了很大的难度。
自1972年发现单晶TiO2电极光能够光解水，光催化氧化技术引起了越来越多科研工作者的关注。光催化处理技术由于具有低能耗、操作简单易行、反应条件温和、基本无二次污染等优点，能有效地将有机污染物转化为CO2、H2O、NO3-等无毒的无机小分子物质或者其他无毒中间产物，从而达到降解有机污染物目的。此外光催化氧化技术还能够降解如氯仿、有机磷化合物、多氯联苯、多环芳烃等难降解有机污染物。因此，光催化氧化技术作为一门新兴废水治理方法对环境废水治理具有重要的现实意义。但是由于有机废水浓度高、成分复杂、难降解等特点，再加上催化剂难以回收重复利用，并且没有简单易行的废水处理设备，导致光催化氧化技术一直未投入到实际生产处理之中。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、实用性强、降解效果好的振荡式光催化处理废水的装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：振荡式光催化处理废水的装置，包括摇床以及两个以上的反应器，所述反应器为一端面开口、另一端面封闭的中空柱体结构，并且所述反应器由内向外包括石英层和玻璃层，所述反应器开口朝上地固定在摇床内，所述反应器的上端开有进水口、下端开有出水口，前一个反应器的出水口与后一个反应器的进水口之间通过第一管道连通，第一个反应器的进水口与最后一个反应器的出水口之间通过第二管道连通，所述第二管道上安装有蠕动泵，所述反应器的内腔中还配置有光源。
进一步的，所述反应器的进水口和出水口内均安装有滤头。
进一步的，所述反应器的外表面包覆有反光膜。
进一步的，所述第二管道上连接有与其相通的取样管，所述取样管上安装有开启和关闭取样管的开关件。
本实用新型的有益效果为：本实用新型光催化处理废水的过程中，在震荡和光照的双重作用下，催化剂充分吸附废水中的有机物并将吸附在表面的有机物快速降解，震荡不仅加快了催化剂的吸附能力，更在反应中起到搅拌作用，使得催化剂和反应底物充分接触，加快反应的进行，而且本实用新型通过两个以上的反应器将反应场所细分成多处，并使废液在各反应器之间循环，从而进一步加快了反应的进行，因此本实用新型具有非常好的降解效果。另外本实用新型结构简单、易于制造、操作方便、实用性很强，能够充分发挥催化剂本身的优势，有效降解有机废水，减轻废水对环境的危害程度。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的结构示意图。
图2是本实用新型一实施例中的反应器的结构示意图。
图3是本实用新型一实施例中的滤头的结构示意图。
附图中各部件的标记为：1摇床、2反应器、21石英层、22玻璃层、23反光膜、24进水口、25出水口、3第一管道、4第二管道、5蠕动泵、6光源、7滤头、71滤板、72滤膜、8取样管、81开关件。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述：
参见图1、图2和图3。
本实用新型一实施例的振荡式光催化处理废水的装置，包括摇床1以及两个以上的反应器2，所述反应器2为一端面开口、另一端面封闭的中空柱体结构，并且所述反应器2由内向外包括石英层21和玻璃层22，在本实施例中，所述反应器2的横截面呈圆形，当然该横截面还可以是呈其它任意适用形状，如正方形、椭圆形等，并且所述反应器2从上至下的尺寸也不必相同，所述反应器2开口朝上地固定在摇床1内，所述反应器2的开口既是进料口，又是反应过程的气体排放口，所述反应器2的上端开有进水口24、下端开有出水口25，前一个反应器2的出水口25与后一个反应器2的进水口24之间通过第一管道3连通，第一个反应器2的进水口24与最后一个反应器2的出水口25之间通过第二管道4连通，所述第二管道4上安装有蠕动泵5，所述反应器2的内腔中还配置有光源6。
所述反应器2的进水口24和出水口25内均安装有滤头7。在本实施例中，所述滤头7由滤板71以及覆盖在滤板71两侧面的滤膜72构成，但是本实用新型滤头7的结构并不以此为限，设置滤头7可以防止催化剂从反应器2中流出，有利于反应的进行，并且使得催化剂能够重复利用。
所述反应器2的外表面包覆有反光膜23。这样可使光源6发射出的光经过石英层21和玻璃层22后再被反光膜23反射进入反应器2，从而提高光的利用效率，现有技术中反光膜是常见的，如通过镀银、贴铝箔等方式实现，在此不详述。
所述第二管道4上连接有与其相通的取样管8，所述取样管8上安装有开启和关闭取样管8的开关件81。在现有技术中，用于管道开关的部件有很多，在此不详述，结构较为简单的一种是止水夹，相应的取样管8采用软管。从取样管8取样，不会影响反应的进行，而且方便快捷，由于已经过滤头7过滤，取样后的样液可以直接测量无需再进行其它处理，节约能源。
本实施例的摇床1优选为恒温摇床，以方便控制反应温度，光源6采用低压汞灯或氙灯，光源6通过硬质连杆悬吊在反应器2的内腔中，硬质连杆固定于摇床1的内壁，当然还可以将光源6的上端通过硬质连杆固定在反应器2的上端、下端通过硬质连杆固定于反应器2的底部内壁，从而使光源6能够与反应器2的动作一致，光源6可自带电池电源，也可以通过内置于硬质连杆内的导线与电网接通，所述蠕动泵5型号为BT50-1，蠕动泵5的作用是使废水在各反应器2之间循环流动，并调节流速。
本实用新型一实施例的振荡式光催化处理废水的装置的工作过程为：将废水从反应器2的开口充满整个装置，并向反应器2中加入适量的催化剂，打开光源6，启动摇床1和蠕动泵5即开始处理废水，通过蠕动泵5使废水在各反应器2之间循环流动直至基本降解，流动速度可以通过蠕动泵5调节。反应结束后，通过蠕动泵5将反应器2内废水抽干，重新加入有机废水，这样催化剂可以进行多次利用。
在具体实施中，利用本实用新型一实施例的振荡式光催化处理废水的装置处理500mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝染料水溶液，在光源6采用500W氙灯，摇床1恒温25℃、震荡频率为130r/min、催化剂投加量为0.1g、处理时间为120min的条件下，亚甲基蓝的降解率达到90％；在相同的条件下，对罗丹明B水溶液的降解率也能够达到85.82％。而在相同的条件下，普通的石英反应器对上述两种溶液的降解率均低于50％。
利用本实用新型光催化处理废水的过程中，在震荡和光照的双重作用下，催化剂充分吸附废水中的有机物并将吸附在表面的有机物快速降解，震荡不仅加快了催化剂的吸附能力，更在反应中起到搅拌作用，使得催化剂和反应底物充分接触，加快反应的进行，一般反应是在一个大的反应器中进行，而本实用新型通过两个以上的反应器2将反应场所细分成多处，并使废液在各反应器2之间循环，从而进一步加快了反应的进行，因此本实用新型具有非常好的降解效果；另外本实用新型结构简单、易于制造、操作方便、实用性很强，能够充分发挥催化剂本身的优势，能有效降解有机废水，减轻废水对环境的危害程度。
应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，在不脱离本实用新型精神实质的情况下，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.振荡式光催化处理废水的装置，其特征在于：包括摇床(1)以及两个以上的反应器(2)，所述反应器(2)为一端面开口、另一端面封闭的中空柱体结构，并且所述反应器(2)由内向外包括石英层(21)和玻璃层(22)，所述反应器(2)开口朝上地固定在摇床(1)内，所述反应器(2)的上端开有进水口(24)、下端开有出水口(25)，前一个反应器(2)的出水口(25)与后一个反应器(2)的进水口(24)之间通过第一管道(3)连通，第一个反应器(2)的进水口(24)与最后一个反应器(2)的出水口(25)之间通过第二管道(4)连通，所述第二管道(4)上安装有蠕动泵(5)，所述反应器(2)的内腔中还配置有光源(6)。
2.如权利要求1所述的振荡式光催化处理废水的装置，其特征在于：所述反应器(2)的进水口(24)和出水口(25)内均安装有滤头(7)。
3.如权利要求1或2所述的振荡式光催化处理废水的装置，其特征在于：所述反应器(2)的外表面包覆有反光膜(23)。
4.如权利要求1或2所述的振荡式光催化处理废水的装置，其特征在于：所述第二管道(4)上连接有与其相通的取样管(8)，所述取样管(8)上安装有开启和关闭取样管(8)的开关件(81)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104860371A (zh) * 2015-05-27 2015-08-26 安徽理工大学 振荡式光催化处理废水的装置
CN105253985A (zh) * 2015-11-02 2016-01-20 上海第二工业大学 一种塔式光催化装置及其催化方法

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