本發(fā)明涉及一種光催化河道污染物降解裝置,屬于環(huán)境保護(hù)中污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)的水處理方法效率低、成本高、存在二次污染等問題,污水治理一直得不到好的解決。納米技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用很可能徹底解決這一難題。1972年,A.Fujishima和K.Honda在n型半導(dǎo)體TiO2電極上發(fā)現(xiàn)了水的光電催化分解作用,TiO2氧化活性較高,化學(xué)穩(wěn)定性好,對(duì)人體無毒害,成本低,無污染,應(yīng)用范圍廣,因而最受重視,是目前應(yīng)用最廣泛的納米光催化材料,也是最具有開發(fā)前途的綠色環(huán)保型催化劑。
研究表明,納米TiO2能處理多種有毒化合物,可以將水中的烴類、鹵代烴、酸、表面活性劑、染料、含氮有機(jī)物、有機(jī)磷殺蟲劑、木材防腐劑和燃料油等很快地完全氧化為CO2、H2O等無害物質(zhì)。但到目前為止納米光催化TiO2技術(shù)仍未在廢水處理方面得到廣泛應(yīng)用,主要是因?yàn)榧{米顆粒分離困難,沒有簡單適用的處理設(shè)備。
通過納米顆粒在載體表面負(fù)載,可以解決顆粒分離的問題。但負(fù)載有納米顆粒的載體浸泡于水中的時(shí)候,激發(fā)光必須透過較厚(往往是數(shù)厘米以上)的溶液才能照射到催化劑上。而事實(shí)上,無論是在紫外光區(qū)還是可見光區(qū),有機(jī)物溶液(尤其是帶色有機(jī)物廢水)都會(huì)有不同程度的光吸收,這勢(shì)必會(huì)引起激發(fā)光不同程度的光損失,使得到達(dá)催化劑表面的光強(qiáng)度下降,從而使得光生電子和空穴的產(chǎn)率下降,最終使得污染物的降解效率降低。
專利CN 102515303A公開了一種河道有機(jī)污染光催化治理裝置,可以獲得較好的水處理效果,但需要電力及水的流動(dòng)。同樣,CN104609571B,CN104609572B等幾個(gè)專利公開的方法都是需要河水的流動(dòng)才可以獲得光催化效果。如果河水的流動(dòng)能力不足以推動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng),則可能使處理設(shè)施失效。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提出一種光催化河道污染物降解裝置,該裝置簡單,無動(dòng)力消耗,只利用太陽光作用,即可達(dá)到較好的處理效果。
本發(fā)明公開了一種光催化河道污染物降解裝置,包括:
水平框架,其固定于水面以上;
纖維編織物,其覆蓋在所述水平框架表面,且所述纖維編織物的一側(cè)從水平框架邊緣垂下,與水面相接觸;與其相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)從水平框邊緣垂下,靠近水面而不接觸水面;所述纖維編織物表面還負(fù)載有具有可見光活性的催化劑;
凸透鏡,其通過支架支撐固定于水平框架的上方;所述凸透鏡由徑向?qū)ΨQ的兩部分構(gòu)成,所述兩部分通過鉸鏈可轉(zhuǎn)動(dòng)地鏈接為一體。
優(yōu)選的技術(shù)方案中,所述的凸透鏡的兩端設(shè)有熱敏彈簧,控制所述的凸透鏡的兩部分以鉸鏈為軸心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)熱敏彈簧受熱膨脹,凸透鏡的兩部分成為一體,拼成完整的凸透鏡。
本發(fā)明的有益效果是:利用纖維編織物的毛細(xì)作用,水被從纖維編織物的和水接觸的一端毛細(xì)吸上來,從另一端滴入河中,在纖維編織物表面形成較薄的液膜,無需任何動(dòng)力即可形成一個(gè)持續(xù)流動(dòng)的薄膜體系,從而獲得更好的催化效果,而且無需通過附加手段分離催化劑。
上方的凸透鏡可以聚光,當(dāng)早晨太陽升起的時(shí)候,溫度較低,太陽斜射,而此時(shí)凸透鏡的一半可以正對(duì)太陽,隨著太陽繼續(xù)升起,溫度升高,熱敏彈簧將凸透鏡兩部分推向水平,大面積接受太陽照射并把光聚集到催化劑表面,提高催化效率。
試驗(yàn)證明:對(duì)于含金橙II濃度在25mg/L的廢水,經(jīng)過該設(shè)備持續(xù)處理12h之后的金橙II的去除率達(dá)97.2%。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D,包括一個(gè)水平框架1固定于水面以上,水平框架1表面覆蓋有纖維編織物2,纖維編織物2一端下垂接觸水面,另一端下垂接近水面而不接觸水面,纖維編織物2表面負(fù)載有具有可見光活性的催化劑磷酸銀。
一個(gè)凸透鏡3通過其圓心徑向分為對(duì)稱的兩部分,凸透鏡3的兩部分通過一側(cè)鉸鏈4鏈接為一體,但可以以鉸鏈4為軸心轉(zhuǎn)動(dòng);凸透鏡3的兩部分以鉸鏈4為軸心的轉(zhuǎn)動(dòng)由兩端分別固定于凸透鏡3兩部分的熱敏彈簧5控制,當(dāng)熱敏彈簧5受熱,則膨脹,可以將凸透鏡的兩部分拼成完整的凸透鏡;凸透鏡3的兩部分通過支架支撐6固定于水平框架1的上方。操作時(shí)將裝置固定在河道表面,在太陽光的照射下即可完成河道水中有機(jī)物降解。