高效可循環利用光催化工業廢水處理裝置的製作方法
2023-04-29 19:14:06 1
專利名稱：高效可循環利用光催化工業廢水處理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水處理設備，具體地說是一種光催化工業廢水處理裝置。
背景技術：
廢水深度淨化回用是企業節能減排的實施手段。在我國，有機工業廢水的產生量逐年增加，僅1995年我國工業廢水(不包括鄉鎮企業)排放量就為223億噸，含C0D770萬噸、重金屬1823噸、砷1132噸、氰化物2504噸、揮發酚6366噸、石油類64341噸，其中僅123億噸廢水達標排放，其餘部分，尤其是高濃度難降解有機工業廢水對環境造成了嚴重的 汙染，高濃度難降解有機工業廢水主要分布在化工、冶金、煉焦、染料等行業。難降解有機工業廢水主要包括焦化廢水、造紙廢水、印染廢水等，具有水質複雜，危害性大，COD和BOD高，可生化性差等特點，其對環境造成了巨大的危害，排放物的環境汙 染問題已引起各國政府及環保部門的高度重視。國內外對於難降解有機工業廢水的處理方法主要有物理法、生物法和化學法。高級氧化技術，由於其獨特的魅力近年來在廢水處理領域成為國內外研究的熱點。它主要是利用高活性羥基自由基進攻大分子有機物並與之反應，從而破壞有機物分子結構達到氧化去除有機物的目的，實現高效的氧化處理。自從二氧化鈦光催化分解水被發現以來，基於半導體的光催化研究已經得到廣泛的關注。半導體二氧化鈦在波長小於387納米紫外光照射下，將在導帶和價帶上產生大量光生電子和光生空穴。吸附在二氧化鈦上的溶解氧、水分子等與電子空穴作用，產生氫氧自由基等氧化性極強的自由基。這些自由基通過與有機物之間的羥基加合、取代、電子轉移等可作用，可使有機物全部或接近全部礦化。因此，目前二氧化鈦被用於處理各種有機廢水，但處理方法比較簡單，只是將粉狀二氧化鈦投入有機廢水中，其中大量的二氧化鈦落入廢水中得不到光照，不能充分發揮作用，浪費了大量的資源，處理效率也較低。另外，現有的廢水處理裝置不能有效回收二氧化鈦，無法循環利用。
實用新型內容為了克服上述問題，本實用新型提供了一種可循環利用、效率高、水質好的光催化工業廢水處理裝置。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的一種高效可循環利用光催化工業廢水處理裝置，包括混合水箱、光催化反應室、光催化劑分離器，所述混合水箱頂部裝有攪拌機，上部設有進水管，下部設有光催化劑回流管、出水管，所述出水管通過水泵與光催化反應室的進水管相連；光催化反應室為多層結構，每層光催化反應室內上部設有紫外燈光源，中間為反應空間，下部設置鼓風曝氣管，鼓風曝氣管與設在光催化反應室外部的鼓風機相連，每層光催化反應室還設有溢水管，所述多層光催化反應室下方設有光催化劑分離器，所述光催化劑分離器呈料鬥形，分為三個部分，上部裝有膜組件，中部裝有斜板填料，下部用來收集光催化劑。[0009]進一步的，光催化反應室的兩端還設有一外加電場，所述外加電場由陽極、陰極和直流電源構成。進一步的，所述陽極為石墨板電極，陰極為不鏽鋼板電極，所述直流電源電壓為0 36V。本實用新型具有以下技術效果(I)本實用新型前段採用混合水箱，使懸浮式二氧化鈦粉體與廢水混合組成懸浮 體系，優點是能充分利用催化劑的活性，同時後分離處理採用斜板沉澱加微濾膜過濾組合減少納米二氧化鈦的流失率小於0. 1%，讓光催化劑重複循環使用克服了傳統的固液分離難的問題。(2)光催化反應室採用多層結構，節省了佔地面積，提高了裝置的反應效率。在反應器中微曝氣不僅能使光催化劑與廢水充分混合，清洗微濾膜片，防止微濾膜堵塞，而且能提高溶解氧，結合過剩的電子，抑制表面光生電子和空穴的複合，提高光催化效率。(3)光催化反應室增設外電場，使得光生電子和空穴分離，減少光生電子和空穴的複合機率，使得具有強氧化性的空穴數量增加，增強光催化劑氧化有機物的效率，同時使得光催化劑和廢水充分混合，充分利用催化劑的活性。本實用新型集成了光催化的高級氧化技術、超濾膜膜分離技術以及工業水處理技術,廢水經過處理後,有機物去除率達97%以上，脫鹽率達50%以上，出水水質無色、澄清、無味，達到工業純水的標準。該方法能高效去除難降解有機工業廢水中的汙染物，實現此類廢水的淨化回用。
圖I為本實用新型主視圖。圖2為本實用新型俯視圖。附圖中I一光催化劑回流管，2—出水管，3—水泵，4一攪拌機，5—進水管，6—混合水箱，7—光催化劑分離器，8—斜板填料，9一進水管，10—鼓風曝氣管，11 一紫外燈光源，12—光催化反應室，13—溢水管，14 一管道，15—膜組件，16—鼓風機，17—直流電源，18—陰極，19 一陽極。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。如圖I所示，一種高效可循環利用光催化工業廢水處理裝置，包括混合水箱6、光催化反應室12、光催化劑分離器7。所述混合水箱6頂部裝有攪拌機4，上部設有進水管5，下部設有光催化劑回流管I、出水管2，所述出水管2通過水泵3與光催化反應室12的進水管9相連。印染廢水經過常規物化和生化處理後加入二氧化鈦光催化劑1000mg/l，經過混合後進入混合水箱6，混合水箱頂部的攪拌機不斷旋轉，進行攪拌混合，使得廢水和二氧化鈦光催化劑充分混合，然後經過水泵3輸送到光催化反應室12。光催化反應室12為多層結構，每層光催化反應室內上部設有紫外燈光源11，中間為反應空間，下部設置鼓風曝氣管10，鼓風曝氣管10通過管道14與設在光催化反應室12外部的鼓風機16相連。微曝氣不僅能使光催化劑與廢水充分混合，而且能提高溶解氧，結合過剩的電子，抑制表面光生電子和空穴的複合，提高光催化效率。每層光催化反應室還設有溢水管13，溢水管13溢出的水流入下方的光催化劑分離器7，所述光催化劑分離器7呈料鬥形，分為三個部分，上部裝有膜組件15，中部裝有斜板填料8，下部用來收集光催化劑。經過重力分離，然後經過斜板沉澱，最後經過中空微濾膜組件將光催化劑與廢水分離，廢水達標排放，沉澱、過濾分離後的光催化劑經過回流泵重新進入混合水箱，光催化劑的流失率小於0. 1%。如圖2所不,光催化反應室12的兩端還設有一外加電場，所述外加電場由陽極19、陰極18和直流電源17構成，陽極19採用石墨板電極，陰極18採用不鏽鋼板電極，所述直流電源17電壓為0 36V。增加外電場，使得光生電子和空穴分離，減少光生電子和空穴的複合機率，使得具有強氧化性的空穴數量增加，增強光催化劑氧化有機物的效率，同時使得光催化劑和廢水充分混合，充分利用催化劑的活性。這套裝置不僅充分發揮了粉末狀光催化劑的高效催化活性，同時通過多級沉澱和 微濾膜過濾徹底將光催化劑高效回收，解決了納米級二氧化鈦光催化劑回收難的問題，提高了二氧化鈦的利用率。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求1.高效可循環利用光催化工業廢水處理裝置，包括混合水箱、光催化反應室、光催化劑分離器，所述混合水箱頂部裝有攪拌機，上部設有進水管，下部設有光催化劑回流管、出水管，所述出水管通過水泵與光催化反應室的進水管相連，光催化反應室為多層結構，每層光催化反應室內上部設有紫外燈光源，中間為反應空間，下部設置鼓風曝氣管，鼓風曝氣管與設在光催化反應室外部的鼓風機相連，每層光催化反應室還設有溢水管，所述多層光催化反應室下方設有光催化劑分離器，所述光催化劑分離器呈料鬥形，分為三個部分，上部裝有膜組件，中部裝有斜板填料，下部用來收集光催化劑。
2.根據權利要求I所述的高效可循環利用光催化工業廢水處理裝置，其特徵在於光催化反應室的兩端還設有一外加電場，所述外加電場由陽極、陰極和直流電源構成。
3.根據權利要求2所述的高效可循環利用光催化工業廢水處理裝置，其特徵在於所述陽極為石墨板電極，陰極為不鏽鋼板電極，所述直流電源電壓為O 36V。
專利摘要本實用新型涉及一種高效可循環利用光催化工業廢水處理裝置，包括混合水箱、光催化反應室、光催化劑分離器，所述混合水箱頂部裝有攪拌機，上部設有進水管，下部設有光催化劑回流管、出水管，所述出水管通過水泵與光催化反應室的進水管相連，光催化反應室為多層結構，每層光催化反應室內上部設有紫外燈光源，中間為反應空間，下部設置鼓風曝氣管，所述光催化反應室下方設有光催化劑分離器。本實用新型集成了光催化的高級氧化技術、超濾膜膜分離技術以及工業水處理技術，採用多層光催化反應室結構，節省了佔地面積，提高了廢水處理的反應效率，廢水處理質量好。
文檔編號C02F1/32GK202766327SQ201220350758
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月19日 優先權日2012年7月19日
發明者吳佐林 申請人:湖南先科環保有限公司