CN205740607U - 用于有机废水处理的超声波‑光催化耦合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于有机废水处理的超声波‑光催化耦合装置，包括壳体，壳体下部设有进水口，壳体上部设有出水口，出水口处设有止回阀，壳体内部中间设有紫外灯，紫外灯置于石英冷阱内，石英冷阱上部异侧分别设有冷凝水进口和冷凝水出口，石英冷阱内还设有曝气头，曝气头通过曝气管与曝气泵连接，石英冷阱外壁涂覆改性纳米TiO₂薄膜，壳体的内壁与石英冷阱外壁之间的空间内填充负载改性纳米TiO₂薄膜的多孔陶瓷球，壳体两侧外部及壳体底部均设有超声波发生器，超声波发生器与安装在壳体内部的超声波输出管相连。本实用新型结构简单，联合超声波技术与光催化氧化技术降解有机废水，降解效率高，处理效果突出。

Description

用于有机废水处理的超声波-光催化耦合装置

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种用于有机废水处理的超声波-光催化耦合装置。

背景技术

工业污水和生活废水中都含有大量的有机污染物，尤其是工业污水中含有大量的有毒、有害物质。目前，光催化氧化是处理高浓度有机废水的有效技术，光催化氧化技术以其氧化能力强、无二次污染、耗能低、操作简单等优点而受到国内外研究者的广泛重视，成为废水处理的有效方法，并已获得了一定的应用。但是，单纯使用光催化反应处理污水，偏低的催化效率也是制约该项技术发展的主要问题之一。

超声波技术近年来逐渐成为广大环境工作者关注的焦点之一。在有机废水处理过程中，超声波的空化作用对有机物有很强的降解能力，且降解速度很快，超声波空化泡的崩溃所产生的高能量足以断裂化学键，空化泡崩溃产生氢氧基(OH)和氢基(H)，同有机物发生氧化反应，能将水体中有害有机物转变成CO₂、H₂O、无机离子或比原有机物毒性小易降解的有机物。

利用超声波协助光催化技术处理有机废水，发挥二者的协同作用，则可大大提高污水降解效果。开发一种结构简单、高效节能的超声波-光催化耦合装置已迫在眉睫。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于有机废水处理的超声波-光催化耦合装置，利用超声波与光催化产生的协同效果降解有机废水，结构简单，降解效率高。

为实现上述目的，本实用新型的一种用于有机废水处理的超声波-光催化耦合装置，包括壳体，所述壳体下部设有进水口，所述壳体上部设有出水口，出水口处设有止回阀，

所述壳体内部中间设有紫外灯，所述紫外灯置于石英冷阱内，所述石英冷阱上部异侧分别设有冷凝水进口和冷凝水出口，所述石英冷阱内还设有曝气头，所述曝气头通过曝气管与曝气泵连接，所述石英冷阱外壁涂覆改性纳米TiO₂薄膜，所述壳体的内壁与石英冷阱外壁之间的空间内填充负载改性纳米TiO₂薄膜的多孔陶瓷球，

所述壳体两侧外部及壳体底部均设有超声波发生器，所述超声波发生器与安装在壳体内部的超声波输出管相连。

进一步地，所述超声波发生器的超声功率为0～1500W，超声频率为20～40kHz。

进一步地，所述壳体内壁上涂覆有反射铝箔。

进一步地，所述壳体底部还设有支撑脚，所述支撑脚采用不锈钢制成。

本实用新型具有如下有益效果：

(1)装置中设有石英冷阱，石英冷阱夹层中通入的冷凝水可以用来冷却紫外灯产生的热量，避免因水温过高影响降解率；

(2)石英冷阱内设有曝气头，可向反应体系通入空气或纯氧，加快有机物的降解速率；

(3)将改性纳米TiO₂薄膜同时负载于石英冷阱外壁和多孔陶瓷球，增大了光催化剂的接触面积，提高了光催化氧化处理效率；

(4)同时设置了超声波发生器，利用超声波与光催化产生的协同效果降解有机废水，大大提高降解率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中，1、壳体，2、进水口，3、出水口，4、止回阀，5、紫外灯，6、石英冷阱，7、冷凝水进口，8、冷凝水出口，9、曝气头，10、曝气管，11、曝气泵，12、陶瓷球，13、超声波发生器，14、超声波输出管，15、铝箔，16、支撑脚。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的一种用于有机废水处理的超声波-光催化耦合装置，包括壳体1，所述壳体1下部设有进水口2，所述壳体1上部设有出水口3，出水口3处设有止回阀4，

所述壳体1内部中间设有紫外灯5，所述紫外灯5置于石英冷阱6内，本实施例中所述紫外灯5的底部设在石英冷阱6内，所述紫外灯5的顶部设在壳体1外，该紫外灯5的顶部通过电线与电源连接；所述石英冷阱6上部分别设有冷凝水进口7和冷凝水出口8，石英冷阱6夹层中通入的冷凝水可以用来冷却紫外灯产生的热量，避免因水温过高影响降解率。

所述石英冷阱6内还设有曝气头9，所述曝气头9通过曝气管10与曝气泵11连接，曝气泵11可向反应体系通入空气或纯氧，加快有机物的降解速率。

所述石英冷阱6外壁涂覆改性纳米TiO₂薄膜，所述壳体1的内壁与石英冷阱6外壁之间的空间内填充负载改性纳米TiO₂薄膜的多孔陶瓷球12，将改性纳米TiO2薄膜同时负载于石英冷阱6外壁和多孔陶瓷球12，增大了光催化剂的接触面积，提高了光催化氧化处理效率。

所述壳体1两侧外部及壳体1底部均设有超声波发生器13，所述超声波发生器13与安装在壳体1内部的超声波输出管14相连。超声波发生器13产生超声波并通过超声波输出管14对壳体1内的废水进行处理，超声波一方面可持续清洗催化剂表面，保持催化活性，另一方面超声波能将水体中有害有机物转变成CO₂、H₂O、无机离子或比原有机物毒性小易降解的有机物，提高降解率。

所述超声波发生器的超声功率为0～1500W，超声频率为20～40kHz。

为了使紫外线大量反射回壳体1内，提高光线的利用率，在所述壳体1内壁上涂覆有反射铝箔15。

为了方便壳体1的安装与固定，所述壳体1底部还设有支撑脚16，所述支撑脚16用不锈钢制成。

Claims (4)

1.一种用于有机废水处理的超声波-光催化耦合装置，包括壳体(1)，所述壳体(1)下部设有进水口(2)，所述壳体(1)上部设有出水口(3)，其特征在于，出水口(3)处设有止回阀(4)，

所述壳体(1)内部中间设有紫外灯(5)，所述紫外灯(5)置于石英冷阱(6)内，所述石英冷阱(6)上部异侧分别设有冷凝水进口(7)和冷凝水出口(8)，所述石英冷阱(6)内还设有曝气头(9)，所述曝气头(9)通过曝气管(10)与曝气泵(11)连接，所述石英冷阱(6)外壁涂覆改性纳米TiO₂薄膜，所述壳体(1)的内壁与石英冷阱(6)外壁之间的空间内填充负载改性纳米TiO₂薄膜的多孔陶瓷球(12)，

所述壳体(1)两侧外部及壳体(1)底部均设有超声波发生器(13)，所述超声波发生器(13)与安装在壳体(1)内部的超声波输出管(14)相连。

2.根据权利要求1所述的用于有机废水处理的超声波-光催化耦合装置，其特征在于，所述超声波发生器(13)的超声功率为0～1500W，超声频率为20～40kHz。

3.根据权利要求1或2所述的用于有机废水处理的超声波-光催化耦合装置，其特征在于，所述壳体(1)内壁上涂覆有反射铝箔(15)。

4.根据权利要求1或2所述的用于有机废水处理的超声波-光催化耦合装置，其特征在于，所述壳体(1)底部还设有支撑脚(16)，所述支撑脚(16)采用不锈钢制成。