專利名稱：高效可循環(huán)利用光催化工業(yè)廢水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水處理設(shè)備，具體地說是一種光催化工業(yè)廢水處理裝置。
背景技術(shù)：
廢水深度凈化回用是企業(yè)節(jié)能減排的實(shí)施手段。在我國，有機(jī)工業(yè)廢水的產(chǎn)生量逐年增加，僅1995年我國工業(yè)廢水(不包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè))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(fā)酚6366噸、石油類64341噸，其中僅123億噸廢水達(dá)標(biāo)排放，其余部分，尤其是高濃度難降解有機(jī)工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的 污染，高濃度難降解有機(jī)工業(yè)廢水主要分布在化工、冶金、煉焦、染料等行業(yè)。難降解有機(jī)工業(yè)廢水主要包括焦化廢水、造紙廢水、印染廢水等，具有水質(zhì)復(fù)雜，危害性大，COD和BOD高，可生化性差等特點(diǎn)，其對(duì)環(huán)境造成了巨大的危害，排放物的環(huán)境污 染問題已引起各國政府及環(huán)保部門的高度重視。國內(nèi)外對(duì)于難降解有機(jī)工業(yè)廢水的處理方法主要有物理法、生物法和化學(xué)法。高級(jí)氧化技術(shù)，由于其獨(dú)特的魅力近年來在廢水處理領(lǐng)域成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。它主要是利用高活性羥基自由基進(jìn)攻大分子有機(jī)物并與之反應(yīng)，從而破壞有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)達(dá)到氧化去除有機(jī)物的目的，實(shí)現(xiàn)高效的氧化處理。自從二氧化鈦光催化分解水被發(fā)現(xiàn)以來，基于半導(dǎo)體的光催化研究已經(jīng)得到廣泛的關(guān)注。半導(dǎo)體二氧化鈦在波長(zhǎng)小于387納米紫外光照射下，將在導(dǎo)帶和價(jià)帶上產(chǎn)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(chǎn)生氫氧自由基等氧化性極強(qiáng)的自由基。這些自由基通過與有機(jī)物之間的羥基加合、取代、電子轉(zhuǎn)移等可作用，可使有機(jī)物全部或接近全部礦化。因此，目前二氧化鈦被用于處理各種有機(jī)廢水，但處理方法比較簡(jiǎn)單，只是將粉狀二氧化鈦投入有機(jī)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(fā)揮作用，浪費(fèi)了大量的資源，處理效率也較低。另外，現(xiàn)有的廢水處理裝置不能有效回收二氧化鈦，無法循環(huán)利用。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述問題，本實(shí)用新型提供了一種可循環(huán)利用、效率高、水質(zhì)好的光催化工業(yè)廢水處理裝置。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種高效可循環(huán)利用光催化工業(yè)廢水處理裝置，包括混合水箱、光催化反應(yīng)室、光催化劑分離器，所述混合水箱頂部裝有攪拌機(jī)，上部設(shè)有進(jìn)水管，下部設(shè)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(yīng)室的進(jìn)水管相連；光催化反應(yīng)室為多層結(jié)構(gòu)，每層光催化反應(yīng)室內(nèi)上部設(shè)有紫外燈光源，中間為反應(yīng)空間，下部設(shè)置鼓風(fēng)曝氣管，鼓風(fēng)曝氣管與設(shè)在光催化反應(yīng)室外部的鼓風(fēng)機(jī)相連，每層光催化反應(yīng)室還設(shè)有溢水管，所述多層光催化反應(yīng)室下方設(shè)有光催化劑分離器，所述光催化劑分離器呈料斗形，分為三個(gè)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(jìn)一步的，光催化反應(yīng)室的兩端還設(shè)有一外加電場(chǎng)，所述外加電場(chǎng)由陽極、陰極和直流電源構(gòu)成。進(jìn)一步的，所述陽極為石墨板電極，陰極為不銹鋼板電極，所述直流電源電壓為0 36V。本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果(I)本實(shí)用新型前段采用混合水箱，使懸浮式二氧化鈦粉體與廢水混合組成懸浮 體系，優(yōu)點(diǎn)是能充分利用催化劑的活性，同時(shí)后分離處理采用斜板沉淀加微濾膜過濾組合減少納米二氧化鈦的流失率小于0. 1%，讓光催化劑重復(fù)循環(huán)使用克服了傳統(tǒng)的固液分離難的問題。(2)光催化反應(yīng)室采用多層結(jié)構(gòu)，節(jié)省了占地面積，提高了裝置的反應(yīng)效率。在反應(yīng)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(jié)合過剩的電子，抑制表面光生電子和空穴的復(fù)合，提高光催化效率。(3)光催化反應(yīng)室增設(shè)外電場(chǎng)，使得光生電子和空穴分離，減少光生電子和空穴的復(fù)合幾率，使得具有強(qiáng)氧化性的空穴數(shù)量增加，增強(qiáng)光催化劑氧化有機(jī)物的效率，同時(shí)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(shí)用新型集成了光催化的高級(jí)氧化技術(shù)、超濾膜膜分離技術(shù)以及工業(yè)水處理技術(shù),廢水經(jīng)過處理后,有機(jī)物去除率達(dá)97%以上，脫鹽率達(dá)50%以上，出水水質(zhì)無色、澄清、無味，達(dá)到工業(yè)純水的標(biāo)準(zhǔn)。該方法能高效去除難降解有機(jī)工業(yè)廢水中的污染物，實(shí)現(xiàn)此類廢水的凈化回用。

圖I為本實(shí)用新型主視圖。圖2為本實(shí)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(jī)，5—進(jìn)水管，6—混合水箱，7—光催化劑分離器，8—斜板填料，9一進(jìn)水管，10—鼓風(fēng)曝氣管，11 一紫外燈光源，12—光催化反應(yīng)室，13—溢水管，14 一管道，15—膜組件，16—鼓風(fēng)機(jī)，17—直流電源，18—陰極，19 一陽極。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。如圖I所示，一種高效可循環(huán)利用光催化工業(yè)廢水處理裝置，包括混合水箱6、光催化反應(yīng)室12、光催化劑分離器7。所述混合水箱6頂部裝有攪拌機(jī)4，上部設(shè)有進(jìn)水管5，下部設(shè)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(yīng)室12的進(jìn)水管9相連。印染廢水經(jīng)過常規(guī)物化和生化處理后加入二氧化鈦光催化劑1000mg/l，經(jīng)過混合后進(jìn)入混合水箱6，混合水箱頂部的攪拌機(jī)不斷旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行攪拌混合，使得廢水和二氧化鈦光催化劑充分混合，然后經(jīng)過水泵3輸送到光催化反應(yīng)室12。光催化反應(yīng)室12為多層結(jié)構(gòu)，每層光催化反應(yīng)室內(nèi)上部設(shè)有紫外燈光源11，中間為反應(yīng)空間，下部設(shè)置鼓風(fēng)曝氣管10，鼓風(fēng)曝氣管10通過管道14與設(shè)在光催化反應(yīng)室12外部的鼓風(fēng)機(jī)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(jié)合過剩的電子，抑制表面光生電子和空穴的復(fù)合，提高光催化效率。每層光催化反應(yīng)室還設(shè)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呈料斗形，分為三個(gè)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(jīng)過重力分離，然后經(jīng)過斜板沉淀，最后經(jīng)過中空微濾膜組件將光催化劑與廢水分離，廢水達(dá)標(biāo)排放，沉淀、過濾分離后的光催化劑經(jīng)過回流泵重新進(jìn)入混合水箱，光催化劑的流失率小于0. 1%。如圖2所不,光催化反應(yīng)室12的兩端還設(shè)有一外加電場(chǎng)，所述外加電場(chǎng)由陽極19、陰極18和直流電源17構(gòu)成，陽極19采用石墨板電極，陰極18采用不銹鋼板電極，所述直流電源17電壓為0 36V。增加外電場(chǎng)，使得光生電子和空穴分離，減少光生電子和空穴的復(fù)合幾率，使得具有強(qiáng)氧化性的空穴數(shù)量增加，增強(qiáng)光催化劑氧化有機(jī)物的效率，同時(shí)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(fā)揮了粉末狀光催化劑的高效催化活性，同時(shí)通過多級(jí)沉淀和 微濾膜過濾徹底將光催化劑高效回收，解決了納米級(jí)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(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.高效可循環(huán)利用光催化工業(yè)廢水處理裝置，包括混合水箱、光催化反應(yīng)室、光催化劑分離器，所述混合水箱頂部裝有攪拌機(jī)，上部設(shè)有進(jìn)水管，下部設(shè)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(yīng)室的進(jìn)水管相連，光催化反應(yīng)室為多層結(jié)構(gòu)，每層光催化反應(yīng)室內(nèi)上部設(shè)有紫外燈光源，中間為反應(yīng)空間，下部設(shè)置鼓風(fēng)曝氣管，鼓風(fēng)曝氣管與設(shè)在光催化反應(yīng)室外部的鼓風(fēng)機(jī)相連，每層光催化反應(yīng)室還設(shè)有溢水管，所述多層光催化反應(yīng)室下方設(shè)有光催化劑分離器，所述光催化劑分離器呈料斗形，分為三個(gè)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(jù)權(quán)利要求I所述的高效可循環(huán)利用光催化工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于光催化反應(yīng)室的兩端還設(shè)有一外加電場(chǎng)，所述外加電場(chǎng)由陽極、陰極和直流電源構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效可循環(huán)利用光催化工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于所述陽極為石墨板電極，陰極為不銹鋼板電極，所述直流電源電壓為O 36V。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高效可循環(huán)利用光催化工業(yè)廢水處理裝置，包括混合水箱、光催化反應(yīng)室、光催化劑分離器，所述混合水箱頂部裝有攪拌機(jī)，上部設(shè)有進(jìn)水管，下部設(shè)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(yīng)室的進(jìn)水管相連，光催化反應(yīng)室為多層結(jié)構(gòu)，每層光催化反應(yīng)室內(nèi)上部設(shè)有紫外燈光源，中間為反應(yīng)空間，下部設(shè)置鼓風(fēng)曝氣管，所述光催化反應(yīng)室下方設(shè)有光催化劑分離器。本實(shí)用新型集成了光催化的高級(jí)氧化技術(shù)、超濾膜膜分離技術(shù)以及工業(yè)水處理技術(shù)，采用多層光催化反應(yīng)室結(jié)構(gòu)，節(jié)省了占地面積，提高了廢水處理的反應(yīng)效率，廢水處理質(zhì)量好。
文檔編號(hào)C02F1/32GK202766327SQ201220350758
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者吳佐林 申請(qǐng)人:湖南先科環(huán)保有限公司