CN2771186Y

CN2771186Y - 太阳能光触媒光催化水处理设备

Info

Publication number: CN2771186Y
Application number: CNU2005200281942U
Authority: CN
Inventors: 张金龙; 刘丽红
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2015-01-25

Abstract

本实用新型公开的是一种太阳能光触媒水处理设备本技术特征是在水处理池内竖直均匀地布置光触媒光催化棒，内装有紫外线灯管，光催化棒装有多个纱碟，在纱碟的纱环上，制备有高效纳米TiO₂光触媒材料。光触媒材料在紫外线灯光和阳光紫外线光催化下，使污水达标排放。对饮用水可起到杀菌、杀病毒、除有机物的作用。可应用于农药厂、印染厂等有机物的污水处理；也用作饮用水处理、水产养殖业、禽类饮用水等，用来杀菌、杀病毒；也可用于生产纳米活性水饮用，治疗消化道疾病；洗浴，起到养颜、治疗皮肤病等作用；清洗瓜果蔬菜，去除残留农药。本实用新型成本低廉，安装使用方便，可根据实际需要，组装成大、中型水处理设备和家用小型水处理设备。单独用太阳能光催化，高效节能。

Description

太阳能光触媒光催化水处理设备

技术领域

本实用新型属于水处理设备。

背景技术

目前，光触媒材料应用十分广泛，主要应用于室内、车内、空调器、消毒机等，对于空气污染进行处理较多，也很实用，效果较好；也用于杀菌面料，如西装面料、羽绒服面料和鞋、袜等；在水处理方面也有一些应用，如将纳米石浸泡在饮用水里，产生纳米活性水，水中产生H⁺和OH^-活性种，饮用后确实有治疗胃炎、肠炎等疾病的作用。在污水处理方面也有一些介绍，例如，由徐国财编著的《纳米复合材料》一书中有如下介绍：纳米TiO₂光催化反应器主要有两种体系，即悬浮体系和负载体系。悬浮体系是把纳米粉体与有机污染物直接混合，通过搅拌或放入空气，使其均匀分散，由于这种光催化反应体系中的纳米粉体，以其较大的表面积吸收光能，因此能够彻底地处理污水，但同时纳米粉体不能得到回收再利用，造成污水处理成本太高，无法实际应用；负载体系就是将纳米TiO₂光触媒材料固定在载体上形成稳定的固定型光催化剂。但现有的光催化反应器的主要缺点是，光催化效率低，污水处理不易达标，成本高，无法满足大型水处理厂的需要。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种太阳能光触媒光催化水处理设备，克服纳米技术在大型水处理厂使用上的前述不足。

本实用新型的技术方案是：在固定的水处理池内，竖直均匀装有若干个光催化棒，光催化棒是由1个透明塑料棒和多个纱碟组成。透明塑料棒是个下部密封的透明空心柱体，在柱体的外部装有多个纱碟，在纱碟的纱环上浸有高活性的光触媒材料，形成固定型光催化剂，待处理水直接与光触媒材料接触，光触媒材料在阳光催化作用下，污水中的有机物被氧化分解。同理，对饮用水处理，能杀死细菌病毒等，并在水中产生H⁺和OH^-活性种，制成纳米活性水。如为了加强光催化或夜间进行生产，在柱体内安装紫外线灯管，在一定的时间内，水被处理。水达到标准后，通过排水口将处理过的水排出，通过进水口放入待处理水进入水池。

以TiO₂光触媒材料为例介绍光触媒材料的反应机理：光触媒材料在紫外线光照射下，纳米TiO₂价电子就会被激发到导带上，从而在价带上产生光生电子(e^-)和导带上产生光生空穴(h⁺)，在电场力作用下，两者发生分离，分别向TiO₂粒子表面迁移，吸附在纳米TiO₂粒子表面的水分子H₂O受到空穴的作用，形成H⁺和OH^-等活性种，能强有力地夺取水中的有机物的自由电子，进而发生氧化反应，生成二氧化碳和水。例如：能氧化污水中烃类、烃的卤代物、羧酸、表面活性剂、染料、有机磷、杀虫剂等有机物。对于饮用水来说，它既可以杀死水中的细菌、病毒，又可以氧化其中的有机物。另外，水中的H⁺、OH^-等活性种，饮用后能杀死消化道中的细菌，起到消炎作用。

实验证明：在10×10cm的纱布上，浸渍长春丽龙纳米新技术推广中心生产的纳米光触媒杀菌除味剂(301特溶胶)，在照度为66mW/cm²紫外线光照射下，将含量0.1mg/ml甲基橙溶液10ml，在30分钟内退色变白，光催化活性为6级。这表明了光催化能力。光催化棒上的纱碟直径应控制在200mm以内。污水深在50mm；饮用水处理和生产纳米活性水生产的设备，纱碟直径控制在100～150mm；考虑夜间使用，在透明塑料棒孔内安装5W紫外线灯的设备，纱碟的直径应控制在80～100mm，能保证最佳光催化活性，在10～20分钟内，能使浸在光催化棒内的污水中的有机物被氧化分解，使污水达标排放，对污染较严重的，可通过控制光催化时间，确保污水达标排放。

为了使设备达到高效，纱环采用2～5层超细多股透明化纤纱布料，增大受光面积，并采用高活性TiO₂光触媒材料特溶胶，浸渍后粘在纱布上，浸水不掉，形成了固定光催化剂，可满足光催化活性的需要。

为节省电能，水处理池在太阳光下直射进行光催化，达到水处理的目的。

本实用新型的积极效果是：应用前景十分广泛，可应用于农药厂、印染厂等有机物的污水处理；也可以用作饮用水处理，包括城市二次供水处理，用于水产养殖业、禽类饮用水等用来杀菌、杀病毒和消除有机物，也可用于生产纳米活性水，用来治疗消化道疾病，也可用纳米活性水洗浴，起到养颜、治疗皮肤病等，纳米活性水还能用来清洗瓜果蔬菜，消除残留农药。本实用新型成本低廉，效率高，安装使用方便，可根据实际需要，组装成大、中型水处理设备和家用小型水处理设备。可单独利用太阳能进行作业，运用费用极低。

附图说明

附图为太阳能光触媒光催化水处理设备的剖视图。

具体实施方式

水处理池2内竖直均匀布置的光催化棒11，光催化棒11由透明塑料棒4和纱碟3组成，透明塑料棒4中心有孔5，透明塑料棒4下端密封，在透明塑料棒4的柱体外面，装多个纱碟3。将透明超细多股化纤织成纱环6，固定在环卡7上组成纱碟3。通过螺纹固定卡8，将纱碟3拧在透明塑料棒4上，构成光触媒棒11。光触媒棒11竖直摆放于水处理池2内，通过透明塑料棒固定盖9，有序排列并固定在水处理池2内。1为放水10为紫外线电灯线，13为紫外线灯管。透明塑料棒4用透明塑料ABS注塑而成。环纱6是用透明超细多股化纤织成的，有2层纱布组成，中心织出与透明塑料棒4柱体形状相同的孔。将环纱6放入模具内，用注塑机注出环卡7，环纱6固定在环卡7上。构成纱碟3，将10个纱碟装在透明塑料棒4上，通过螺纹固定卡8，将纱碟3拧在透明塑料棒4上，构成光催化棒11。环卡7摞在一起，起支撑作用，将环纱6均匀地布在透明塑料棒上，布成了均匀透光间隙。在阳光照射下，能使其光触媒材料受光催化。将光催化棒11浸入纳米TiO₂光触媒特溶胶内，20分钟后取出，在室温下干燥即可。这种特溶胶粘在光催化棒11上，形成了固定光催化剂，具有高效光催化活性。如长春丽龙纳米新技术推广中心生产的纳米光触媒杀菌除味剂(301特溶胶)，浸渍在光催化棒11上，光催化活性可达6级，是采用《光触媒材料光催化活性测定方法》(专利申请号为；200410011118.0)测定的。现已有多个厂家使用长春丽龙纳米新技术推广中心生产的纳米杀菌除味剂(301普通型)，用于袜业生产，如紫燕科技开发中心、吉林省博爱袜业、辽源欧帝爱袜业等。这种纳米袜子具有良好的杀菌除臭功能，还有除脚气功能，经多人次穿用，取得了良好的效果，说明(301特溶胶)具有良好的氧化能力。饮用水处理池2可用不锈钢、铝合金或塑料制作。污水处理池可用水泥或防渗剂制作，如需在夜间或强催化时，可在透明塑料棒4内孔5内装紫外线灯管13，灯管13长在50～100mm，5W专用高效石英紫外线灯管。放水管1和进水管12可用塑料管即可。灯线10用普通铜导线即可。

Claims

1、太阳能光触媒光催化水处理设备，其特征是：在固定的水处理池(2)内，竖直均匀装有若干个光催化棒(11)，光催化棒是由1个透明塑料棒(4)和多个纱碟(3)组成，透明塑料棒(4)是个下部密封的透明空心柱体，在柱体的外部装有多个纱碟(3)，在纱碟(3)的纱环(6)上浸有高活性的光触媒材料。