一種光催化含氮有機物汙水處理裝置製造方法
2023-10-07 01:20:24 7
一種光催化含氮有機物汙水處理裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種光催化含氮有機物汙水處理裝置，其特徵是：在汙水處理裝置的入口至出口的水流通道中，沿水流方向依次串聯設置N個光催化處理單元；相鄰兩個光催化處理單元是以上一個光催化處理單元的出水口為下一個光催化處理單元的進水口，形成縱向「S」型流道；在每個光催化處理單元中均設置有催化網，在汙水處理裝置的上方設置有能照射到每個催化網的催化光源；在汙水處理裝置的底部設置有反光鏡面板。本實用新型能夠有效提高汙水在有限空間內的淨化效果，降低汙水處理成本，而且更適用於實驗室和小規模模擬實驗使用。
【專利說明】一種光催化含氮有機物汙水處理裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及含氮有機物水處理領域，特別涉及一種光催化裝置。
【背景技術】
[0002]現有技術中，汙水處理廠一般會採用微生物處理技術來處理含氮有機物汙水，但是這種方式需要泥土來培養微生物，且經培養使用過的泥土也不能重複利用，這樣不僅提高了汙水處理成本，同時會對環境有一定的汙染；而且也不適用於實驗室小規模的汙水處理研究。除了生物外還有物理和化學方法,其中的物理方法主要採用沉澱、離心、過濾法,效率低；化學方法會產生新的汙染。
[0003]光催化含氮有機物淨水技術是一種有利於環境的綠色除汙水技術，其具有低能耗、操作簡單、裝置簡便和無二次汙染等特點，在淨化汙水領域具有廣闊的前景。
[0004]在光催化淨水裝置的研發中，一般採用圓筒式，抽拉箱式，試管式、牛角管式等結構的光催化淨水裝置；這些裝置都是由最初的試管式裝置演變而來，催化劑一般採用二氧化鈦、氧化鋅等納米氧化物:工作原理大都為:將催化劑直接成膜、負載於過濾網上形成催化網或者直接將催化劑負載在不鏽鋼和玻璃管壁上，在試管或燒杯進行催化反應中，出口用橡皮塞堵住，並在橡皮塞上開一個進料孔和一個出料孔，並加以人造光源催化。由於光源的穿透性和裝置內部實用體積的局限性，很難對有機物廢水實現連續化、高效率催化除汙的淨化效果。
【發明內容】
[0005]本實用新型為避免上述現有技術存在的不足之處，提出一種光催化含氮有機物汙水處理裝置，能夠有效提高汙水在有限空間內的淨化效果，降低汙水處理成本，而且更適用於實驗室和小規模模擬實驗使用。
[0006]本實用新型為解決技術問題所採用如下技術方案:
[0007]本實用新型一種光催化含氮有機物汙水處理裝置的結構特點是:
[0008]在汙水處理裝置的入口至出口的水流通道中，沿水流方向依次串聯設置N個光催化處理單元；第一個光催化處理單元的入水口即為所述汙水處理裝置的入口，第N個光催化處理單元的出口即為所述汙水處理裝置的出口；
[0009]每個光催化處理單元的進水口和出水口在交錯位置上，相鄰兩個光催化處理單元是以上一個光催化處理單元的出水口為下一個光催化處理單元的進水口，形成縱向「S」型流道；
[0010]在所述每個光催化處理單元中均設置有催化網，以所述催化網在各光催化處理單元中形成水流斷面上的過濾結構；
[0011]在所述汙水處理裝置的上方設置有能照射到每個催化網的催化光源；
[0012]在所述汙水處理裝置的底部設置有反光鏡面板。
[0013]本實用新型光催化含氮有機物汙水處理裝置的結構特點也在於:
[0014]所述N個光催化處理單元可並排設置成M排催化通道；相鄰兩個催化通道是以前一個催化通道的第N個光催化處理單元的出水口為後一個催化通道的第一個光催化處理單元的進水口，形成橫向「S」型通道。
[0015]所述汙水處理裝置為無蓋式或有蓋式結構。
[0016]與已有技術相比，本實用新型的有益效果體現在:
[0017]1、本實用新型通過N個光催化處理單元串聯設置，且相鄰兩個光催化處理單元是以上一個光催化處理單元的出水口為下一個光催化處理單元的進水口，形成縱向「S，，型流道，從而對水流方向進行有效調節，不僅可以增加含氮汙水在每個光催化處理單元中的催化停留時間，延長催化流程，而且也有利於催化網與汙水的充分混合，達到淨化效果。
[0018]2、本實用新型能任意串聯設置多個催化處理單元，同時也能並排設置的多個催化通道形成多排催化處理單元的縱向「S」型流道，組裝靈活多變，也易於改變結構，從而實現在有限空間內汙水的連續淨化，提高淨化效率和空間利用率，更適用於實驗室和小規模模擬實驗使用。
[0019]3、本實用新型的催化光源可以是太陽光，充分利用能源，也可以為人工光源，在沒有陽光的情況下依舊可以正常工作。
[0020]4、本實用新型通過在底部加裝的反光鏡面板，能提高光的利用率，增強光催化的效果。
[0021]5、本實用新型催化網可以拆卸或更換，不僅可以重複使用，降低生產成本，保證光催化水質淨化效果，而且替換下來的光催化劑也不會造成環境汙染。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型汙水處理裝置立體圖；
[0023]圖2為本實用新型汙水處理裝置俯視圖；
[0024]圖3為本實用新型第I個和第2個光催化處理單元結構示意圖；
[0025]圖4為本實用新型任意2個相鄰的光催化處理單元結構示意圖；
[0026]圖中標號:1汙水處理裝置的入口 ；2汙水處理裝置的出口 ；3光催化處理單元；4催化網；5反光鏡面板；6催化通道；7第N個光催化處理單元的出水口。
【具體實施方式】
[0027]本實施例中，一種光催化含氮有機物汙水處理裝置採用高透光性材料，可以是樹月旨，或亞克力板，也可以是玻璃、高透明聚苯乙烯等透光材料；
[0028]如圖1所示，在汙水處理裝置的入口 I至出口 2的水流通道中，沿水流方向依次串聯設置N個光催化處理單元3 ;如圖3所示，第一個光催化處理單元的進水口即為汙水處理裝置的入口，第N個光催化處理單元的出水口即為汙水處理裝置的出口 ；
[0029]如圖4所示，每個光催化處理單元3的進水口和出水口在交錯位置上，相鄰兩個光催化處理單元是以上一個光催化處理單元的出水口為下一個光催化處理單元的進水口，形成縱向「S」型流道；
[0030]在每個光催化處理單元中均設置有催化網4，以催化網4在各光催化處理單元3中形成水流斷面上的過濾結構；具體地，催化網4為負載有納米氧化物複合再生纖維素層的催化網；催化網4可以設置為「W」型或「M」型的曲線形，從而增大光照的接觸面積，減緩水流，增加了催化時間；[0031]在汙水處理裝置的上方設置有能照射到每個催化網的太陽光和或人造的催化光源；
[0032]在汙水處理裝置的底部設置有反光鏡面板5，具體可採用表面鍍水銀玻璃鏡。
[0033]本實施例中，催化網為負載有納米氧化物複合再生纖維素層的催化網。納米氧化物是一種新型環保材料，具有無毒性、原材料豐富、生產成本低等優點，再生纖維素是一種相互貫通或封閉的孔洞構成的網絡結構材料，且表面積較大，將納米氧化物和再生纖維素結合而成的複合材料具有結構穩定而牢固的特點。
[0034]具體製作過程為:
[0035]將纖維素溶解在氫氧化鈉/尿素體系內，加入一定量的納米氧化鋅，混合均勻後將纖維素溶液塗抹在50目不鏽鋼網上，然後烘乾後，經過清洗除去裡面的氫氧化鈉及尿素，獲得負載納米氧化鋅再生纖維素催化網；
[0036]或者，將纖維素溶解在氫氧化鈉/尿素體系內，加入一定量的納米氧化鋅，混合均勻後然後通過靜電紡絲的方法噴射到50目不鏽鋼網上，然後烘乾後，經過清洗除去裡面的氫氧化鈉及尿素，獲得負載納米氧化鋅再生纖維素催化網。
[0037]如圖2所示，具體實施中，N個光催化處理單元可並排設置成M排催化通道6 ;相鄰兩個催化通道是以前一個催化通道的第N個光催化處理單元的出水口7為後一個催化通道的第一個光催化處理單元的進水口，形成橫向「S」型通道，具體地，可以將第N個水光催化處理單元的出水口 7設置在相鄰兩個催化通道之間的側壁上。
[0038]汙水處理裝置為無蓋式或有蓋式結構。當設置為有蓋式結構時，可以採用透光率不小於80%的亞克力板作為蓋板，覆蓋整個裝置。這樣既可以防止水流過大把催化劑衝出裝置，又可以防止在淨化過程中雜物的落入。蓋板的結構設置可以是抽屜式或翻蓋式，通過在裝置的頂部兩側邊設置滑道，通過滑道使蓋板與裝置形成一整體；或是在裝置的一側設置鉸接的翻蓋結構都可以，但是不限於這兩種結構設置。
[0039]本實用新型的使用過程如下:
[0040]1、將納米氧化物光催化劑複合在再生纖維素上組成光催化劑，再將光催化劑負載於催化網上形成催化網4，並將催化網4放入光催化處理單元中，
[0041]2、打開紫外光源，利用紫外光源照射到催化網4的光催化劑上；
[0042]3、將需要處理的含氮有機物汙水用泵從裝置的入口 I泵入光催化處理單元，汙水在光催化處理單元中經過折形的催化網4，與負載於催化網上的催化劑進行反應後，從出水口流入下一個光催化處理單元的進水口；
[0043]4、根據汙水中含氮有機物的多少，可以調節光照的強度和光照的時間來控制反應時間；
[0044]5、汙水反覆經過串聯設置的光催化處理單元進行催化反應，淨化水體中的含氮有機物，從而形成縱向「S」型流道路徑；直到完成淨化過程，從裝置的出口 2中流出。
[0045]6、根據對催化效果和反應時間的需求，可以增加光催化處理單元的個數或增加催化通道的個數形成整體結構使用。
【權利要求】
1.一種光催化含氮有機物汙水處理裝置，其特徵是: 在汙水處理裝置的入口(I)至出口(2)的水流通道中，沿水流方向依次串聯設置N個光催化處理單元(3);第一個光催化處理單元的進水口即為所述汙水處理裝置的入口，第N個光催化處理單元的出水口即為所述汙水處理裝置的出口 ； 每個光催化處理單元(3)的進水口和出水口在交錯位置上，相鄰兩個光催化處理單元是以上一個光催化處理單元的出水口為下一個光催化處理單元的進水口，形成縱向「S，，型流道； 在所述每個光催化處理單元中均設置有催化網(4)，以所述催化網(4)在各光催化處理單元(3)中形成水流斷面上的過濾結構； 在所述汙水處理裝置的上方設置有能照射到每個催化網的催化光源； 在所述汙水處理裝置的底部設置有反光鏡面板(5)。
2.根據權利要求1所述的光催化含氮有機物汙水處理裝置，其特徵是:所述N個光催化處理單元可並排設置成M排催化通道(6);相鄰兩個催化通道是以前一個催化通道的第N個光催化處理單元的出水口(7)為後一個催化通道的第一個光催化處理單元的進水口，形成橫向「S」型通道。
3.根據權利要求1所述的光催化含氮有機物汙水處理裝置，其特徵是:所述汙水處理裝置為無蓋式或 有蓋式結構。
【文檔編號】C02F101/38GK203715328SQ201420129155
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2014年3月19日
【發明者】王周鋒, 楊繼年, 張偉超, 劉闖, 周陽, 楊錢貴 申請人:安徽理工大學