CN2878361Y - 多维光催化污水处理装置 - Google Patents

Abstract

多维光催化污水处理装置，组成包括壳体、紫外灯、曝气管，其特征是：壳体中置有可透紫外光的玻璃颗粒，所述的玻璃颗粒表面附着纳米二氧化钛催化剂涂层。将表面附着纳米二氧化钛催化剂涂层的透紫外光玻璃颗粒加入到反应壳体中，使纳米二氧化钛催化剂在多维光催化反应装置中被较好地承载，解决了光催化反应体系中加入催化剂的难题，它具有反应面积大、吸光效率高的优点，光催化氧化处理有机废水效率高，而且二氧化钛催化剂易于分离回收，因此装置具有工业实际应用价值。

Description

多维光催化污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种利用光化学催化氧化方法处理高浓度、有毒有机废水的工业设备，属于光照法污水处理技术领域。

背景技术

高级氧化处理AOP(Advanced Oxidation Processes)技术是利用光、声、电、磁等物理、化学过程产生大量自由基，进而利用自由基的强氧化特性对废水中有机物进行降解的技术过程。

光催化氧化技术是高级氧化技术的一种，因其具有其他处理方法难以比拟的优越性受到极大关注。光催化氧化水处理技术就是利用紫外光激发纳米二氧化钛(TiO₂)半导体催化剂，半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上，使得在导带上产生带负电的高活性的电子，在价带上产生带正电荷的空穴，形成氧化-还原体系。这些不断产生的电子-空穴对与H₂O、O₂，发生一系列反应，进而产生大量高活性自由基(·OH等)，·OH具有2.8V氧化电位，利用其很强的氧化作用，完成对废水中各种有毒、有机物质的降解处理。

光催化氧化处理技术的条件：一是需要紫外光源激发，二是需要用纳米二氧化钛做催化剂。在实际运用中存在较为突出的问题是如何在反应体系中加入纳米二氧化钛催化剂。现有的光催化反应装置主要包括盛放反应溶液的壳体，置于壳体中的紫外灯，以及曝气管，在反应体系中加入纳米二氧化钛催化剂一般采用以下二种方法：1、在反应溶液中直接加入纳米二氧化钛固体粉末，二氧化钛微粒悬浮于溶液中，称之为悬浮态光催化体系，这是一种最简单的多维(立体)光催化反应装置，它具有反应面积大，吸光效率高的优点，但存在着二氧化钛微粒难于分离回收的问题，因而缺乏工业实际应用价值；2、将纳米二氧化钛催化剂担载在大尺寸的极板表面，称之为负载型光催化体系，这是一种二维(平面)的光催化反应装置，它克服了前者的缺点，但反应面积和吸光效率大幅降低，因而在实际应用时存在能耗大的问题，影响了它的推广应用。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的上述缺陷，提供一种处理有机废水效率高的多维光催化污水处理装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种多维光催化污水处理装置，组成包括壳体、紫外灯、曝气管，其特征是：壳体中置有可透紫外光的玻璃颗粒，所述的玻璃颗粒表面附着纳米二氧化钛催化剂涂层。

本实用新型还可通过以下进一步的技术方案来实现：

(1)、所述的可透紫外光的玻璃颗粒为石英玻璃颗粒，其形状为不规则多面体或圆柱体，粒径范围为2-8mm；

(2)、具有阴极板、阳极板、直流电源，阴极板、阳极板分别位于壳体两侧并互相平行，直流电源的正极与阳极板电连接，负极与阴极板电连接；

(3)、所述的阳极板为钛板，表面附有二氧化钛催化剂涂层，所述的阴极板为不锈钢板；

(4)、所述的壳体上还具有位于壳体两侧的进水口、出水口；

(5)、所述的紫外灯底部具有与壳体下底面固定连接的下灯管座，上部具有由支杆组成的上灯管支架，支杆一端与紫外灯固定连接，另一端与壳体固定连接；

(6)、还具有包围紫外灯的隔离网，可透紫外光的玻璃颗粒位于隔离网和壳体之间；

(7)、还具有由清洗环、导轨组成的紫外灯清洗装置，清洗环套在紫外灯上，导轨位于隔离网内，清洗环通过驱动装置驱动，沿导轨上下移动，达到清洗紫外灯的目的；

(8)、可以根据实际需要将若干个多维光催化污水处理装置通过串联方式组成一个光催化单元，单元中相邻壳体的出水口与进水口相对应形成连通口，连通口上、下交替分布；

(9)、所述的光催化单元可通过串、并联的方式组成阵列。

本实用新型的有益效果如下：将表面附着纳米二氧化钛催化剂涂层的透紫外光玻璃颗粒加入到反应壳体中，使纳米二氧化钛催化剂在多维光催化反应装置中被较好地承载，解决了光催化反应体系中加入催化剂的难题，它具有反应面积大、吸光效率高的优点，光催化氧化处理有机废水效率高，而且二氧化钛催化剂易于分离回收，因此装置具有工业实际应用价值。

附图说明

图1为本实用新型多维光催化污水处理装置立体结构示意图。

图中标号示意为：1-阳极板，2-紫外灯，3-进水口，4-隔离网，5-阴极板，6-上灯管支架的支杆，7-玻璃颗粒，8-下灯管座，9-导轨，10-清洗环，11-壳体，12-连通口，13-出水口，14-曝气管。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本实用新型作进一步详细描述。但是本实用新型不限于所给出的例子。

如图1所示，本实用新型多维光催化污水处理装置的组成包括壳体11、紫外灯2、曝气管14，壳体11中置有可透紫外光的玻璃颗粒7，所述的玻璃颗粒7表面附着纳米二氧化钛催化剂涂层。

如图1所示的实施例中，可透紫外光的玻璃颗粒7为石英玻璃颗粒，其形状为不规则多面体或圆柱体，粒径范围为2-8mm。

如图1所示的实施例中，为了减小二氧化钛催化剂产生的光生电子-空穴对的复合率，进一步的特征是：具有阴极板5、阳极板1、直流电源(图中未画出)，阴极板5、阳极板1分别位于壳体11两侧并互相平行，直流电源的正极与阳极板1电连接，负极与阴极板5电连接。这样阴、阳极板之间施加一个直流电压，二氧化钛催化剂持续受到直流电场的作用，当二氧化钛催化剂被紫外光激发产生电子-空穴对时，光生电子由于受到此电场的强劲作用，会更容易离开催化剂表面，从而电子一空穴对实现了简单有效地分离，增加有效的净空穴数量，提高自由基产率，获得了对有机污染物的良好降解效果。为了增加阳极板1的催化效果及其使用寿命，阳极板1宜采用钛板，其表面负载有二氧化钛催化剂涂层，阴极板5采用不锈钢板。

如图1所示的实施例中，壳体11上还具有进水口3、出水口13，所述的进水口3和出水口13分别位于壳体11的两侧。

为了在壳体11中固定紫外灯2，如图1所示的实施例中，紫外灯2底部具有与壳体11下底面固定连接的下灯管座8，上部具有由四根支杆6组成的上灯管支架，支杆6一端与紫外灯2固定连接，另一端与壳体11固定连接。

如图1所示的实施例中，还具有包围紫外灯2的隔离网4，玻璃颗粒7位于隔离网4和壳体11之间。

为了便于清洗附着在紫外灯2管壁上的污染物，如图1所示的实施例中，还具有由清洗环10、导轨9组成的紫外灯清洗装置，清洗环10套在紫外灯2上，导轨9位于隔离网4内，清洗环10通过驱动装置(图中未画出)驱动，沿导轨9上下移动，达到清洗紫外灯2的目的。

为了达到更好的污水处理效果，可以根据实际需要将若干个多维光催化污水处理装置通过串联方式组成一个光催化单元，如图1所示的实施例中，由4个处理装置通过串联方式组成一个光催化单元，单元中相邻壳体的出水口与进水口相对应形成连通口12，连通口12上、下交替分布。工业应用中，所述的光催化单元可通过串、并联的方式组成阵列。

Claims (10)

1、多维光催化污水处理装置，组成包括壳体、紫外灯、曝气管，其特征是：壳体中置有可透紫外光的玻璃颗粒，所述的玻璃颗粒表面附着纳米二氧化钛催化剂涂层。

2、根据权利要求1所述的多维光催化污水处理装置，其特征是：可透紫外光的玻璃颗粒为石英玻璃颗粒。

3、根据权利要求2所述的多维光催化污水处理装置，其特征是：所述的玻璃颗粒形状为不规则多面体或圆柱体，粒径范围为2-8mm。

4、根据权利要求1所述的多维光催化污水处理装置，其特征是：具有阴极板、阳极板、直流电源，阴极板、阳极板分别位于壳体两侧并互相平行，直流电源的正极与阳极板电连接，负极与阴极板电连接。

5、根据权利要求4所述的多维光催化污水处理装置，其特征是：所述的阳极板为钛板，表面附着二氧化钛催化剂涂层，所述的阴极板为不锈钢板。

6、根据权利要求1所述的多维光催化污水处理装置，其特征是：所述的紫外灯底部具有与壳体下底面固定连接的下灯管座，上部具有由支杆组成的上灯管支架，支杆一端与紫外灯固定连接，另一端与壳体固定连接。

7、根据权利要求1所述的多维光催化污水处理装置，其特征是：具有包围紫外灯的隔离网，玻璃颗粒位于隔离网和壳体之间。

8、根据权利要求7所述的多维光催化污水处理装置，其特征是：具有由清洗环、导轨组成的紫外灯清洗装置，清洗环套在紫外灯上，导轨位于隔离网内，清洗环通过驱动装置驱动，沿导轨上下移动。

9、根据权利要求1至8中任意一项所述的多维光催化污水处理装置，其特征是：所述的壳体上具有位于壳体两侧的进水口、出水口。

10、根据权利要求8所述的多维光催化污水处理装置，其特征是：将所述的若干个多维光催化污水处理装置通过串联方式组成一个光催化单元，相邻壳体的出水口与进水口相对应形成连通口，连通口上、下交替分布，所述的光催化单元通过串、并联的方式组成阵列。