一種新型光催化水處理設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境工程中的水污染控制領(lǐng)域，涉及到一種新型光催化技術(shù)的水處理設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]光催化技術(shù)用于水體消毒的原理是，利用光子誘導(dǎo)產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性空穴或與水反應(yīng)生成的羥基自由基分解破壞菌類等微生物的細(xì)胞壁或細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞質(zhì)流出，流出的細(xì)胞質(zhì)以及遺傳物質(zhì)經(jīng)光催化作用后也都被氧化分解，最終導(dǎo)致微生物的死亡。此外，光催化技術(shù)還可以用來去除水體中的有機(jī)物，由光子誘導(dǎo)產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性空穴或與水反應(yīng)生成的羥基自由基可以破壞有機(jī)物中碳-碳鍵和苯環(huán)等化學(xué)鍵，從而達(dá)到分解有機(jī)物的目的。運用光催化技術(shù)對水體進(jìn)行消毒的優(yōu)勢在于，環(huán)境友好，無二次污染，能夠氧化分解絕大多數(shù)細(xì)菌、微生物和有機(jī)物。
[0003]在光催化水處理領(lǐng)域中，光催化劑的形式，目前主要分為兩種:懸浮型光催化劑以及負(fù)載型光催化劑。在實際應(yīng)用中，懸浮型光催化劑的活性更高，與水體中微生物、有機(jī)污染物等接觸更充分，因此凈化效果更好；缺點是催化劑回收困難，并且不適用于連續(xù)反應(yīng)。而負(fù)載型光催化的優(yōu)勢在于解決了懸浮式光催化劑回收困難的問題，但主要問題是催化劑與水體中微生物接觸不充分，更重要的是由于遮蔽效應(yīng)導(dǎo)致紫外線往往不能充分照射到負(fù)載催化劑上導(dǎo)致反應(yīng)不充分，催化活性不高。
[0004]申請?zhí)朇N201410003174公開了一種負(fù)載型光催化水處理消毒裝置，負(fù)載光催化劑的載體為板狀結(jié)構(gòu)或螺旋式片狀結(jié)構(gòu)，通過增大催化劑與水體的接觸面積來提高催化活性，此專利的不足之處在于紫外燈始終浸泡于水中，因穿透能力有限，水處于流動狀態(tài)，光催化反應(yīng)時間不充分，殺菌效率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有光催化水處理設(shè)備中由于遮蔽效應(yīng)導(dǎo)致紫外燈不能充分照射到光催化劑上，導(dǎo)致反應(yīng)不充分，凈化不徹底的問題，利用光催化氧化技術(shù)消毒和去除有機(jī)物的原理，制造能高效去除微生物細(xì)菌和有機(jī)物的光催化水處理設(shè)備，該設(shè)備更好地適用于處理流動水。
[0006]一種新型光催化水處理設(shè)備，技術(shù)方案是:該設(shè)備包括光催化反應(yīng)器1、污水池2、進(jìn)水泵3、控制閥4、液體流量計5、出水閥6 ;其中，控制閥4兩端分別連接進(jìn)水泵3的出水口和液體流量計5，液體流量計5連接光催化反應(yīng)器I的進(jìn)水口，光催化反應(yīng)器I的出水口連接出水閥6 ;其特征在于，所述光催化反應(yīng)器I是工作時圍繞中軸轉(zhuǎn)動的圓柱形罐體9，罐體9內(nèi)壁涂覆光催化劑與吸附劑的復(fù)合材料，罐體9兩端分別設(shè)置成可打開和關(guān)閉的進(jìn)水口 7和出水口 8 ;所述紫外燈12由支撐架13固定于罐體9中，由控制閥4和液體流量計5共同調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)水流量保持紫外燈12不與水體接觸。
[0007]該設(shè)備中光催化反應(yīng)器有兩種實施方式，一種是光催化反應(yīng)器平行于地面設(shè)置，所述光催化反應(yīng)器的轉(zhuǎn)動由電機(jī)驅(qū)動。
[0008]另一種實施方式是光催化反應(yīng)器垂直于地面設(shè)置，所述光催化反應(yīng)器進(jìn)水口端設(shè)置可以利用水流驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的渦流葉片14。所述紫外燈固定于光催化反應(yīng)器的中軸處。
[0009]進(jìn)一步地，所述光催化反應(yīng)器還可以是由進(jìn)水口到出水口逐漸變細(xì)的形狀，有利于水流以更緩慢的速度流出，延長光催化反應(yīng)的時間，提高處理效率。
[0010]光催化水處理設(shè)備還包括與光催化反應(yīng)器外套的起固定作用的外殼10和支架
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[0011]無論是水平放置的第一種實施方式還是垂直放置的第二種實施方式，該設(shè)備都可以是連續(xù)式的，即由控制閥4和液體流量計5檢測反應(yīng)器內(nèi)的水流量始終保持在既定流量，進(jìn)水口 7和出水口 8始終保持打開狀態(tài)。
[0012]水平放置的第一種實施方式還可以是間歇式的，即當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)水流量達(dá)到既定流量時，關(guān)閉進(jìn)水口 7和出水口 8，反應(yīng)一定時間后，打開出水口 8，處理后的水排出。
[0013]第一種實施方式是光催化反應(yīng)器平行于地面設(shè)置，所述光催化反應(yīng)器的轉(zhuǎn)動由電機(jī)驅(qū)動。該設(shè)備工作時，水被進(jìn)水泵3由污水池2抽入，流經(jīng)控制閥4和液體流量計5，從進(jìn)水口 7進(jìn)入光催化反應(yīng)器的罐體9中，水中的微生物和有機(jī)物附著于內(nèi)壁緊貼的光催化劑和吸附劑復(fù)合材料上，光催化反應(yīng)器的罐體9在電機(jī)帶動下以一定速度旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到上方與空氣接觸時，被紫外光充分照射發(fā)生光催化作用們產(chǎn)生強(qiáng)氧化性空穴或羥基自由基分解破壞細(xì)菌微生物的細(xì)胞壁或細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和氧化有機(jī)物的苯環(huán)、碳-碳鍵等，導(dǎo)致微生物細(xì)菌的死亡和有機(jī)物的分解，當(dāng)再次旋轉(zhuǎn)到下方時，分解物溶于水中，處理后的水從出水口8被排出。
[0014]針對不同的進(jìn)水水質(zhì)情況以及水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)，在該設(shè)備中可增設(shè)多只紫外燈。
[0015]第二種實施方式是光催化反應(yīng)器垂直于地面設(shè)置，所述光催化反應(yīng)器進(jìn)水口端設(shè)置可以利用水流驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的渦流葉片14。所述紫外燈固定于光催化反應(yīng)器的中軸處。該設(shè)備工作時，待處理的水被進(jìn)水泵3由污水池2抽入，流經(jīng)控制閥4和液體流量計5，從進(jìn)水口 7進(jìn)入光催化反應(yīng)器的罐體9中，水流流經(jīng)渦輪葉片14，帶動罐體9轉(zhuǎn)動，沿著罐體9的內(nèi)壁流下，在內(nèi)壁流淌的過程中，被紫外光充分照射發(fā)生光催化作用產(chǎn)生強(qiáng)氧化性空穴或羥基自由基分解破壞細(xì)菌微生物的細(xì)胞壁或細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和氧化有機(jī)物的苯環(huán)、碳-碳鍵等，導(dǎo)致微生物細(xì)菌的死亡和有機(jī)物的分解，當(dāng)流到底端時，已被充分分解，處理后的水流從出水口 8被排出。
[0016]作為第二種實施方式的改進(jìn)，光催化反應(yīng)器由進(jìn)水口到出水口逐漸變細(xì)的形狀，有利于水流以更緩慢的速度流出，延長光催化反應(yīng)的時間，提高凈化效率。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:當(dāng)污水的雜質(zhì)濃度較高時，現(xiàn)有光催化水處理設(shè)備中紫外燈浸于充盈水的反應(yīng)器中，由于屏蔽效應(yīng)紫外線不能直接照射到負(fù)載催化劑中，導(dǎo)致催化效率不高，凈化效果不好，本專利利用控制閥和液體流量計控制水流量，不致使水和紫外燈直接接觸，結(jié)合使用可轉(zhuǎn)動的光催化反應(yīng)器和催化劑/吸附劑復(fù)合材料涂覆于反應(yīng)器內(nèi)部，完成從吸附到催化一個完整的水處理過程，大大提高光催化的殺菌效率，有效降解水體中有機(jī)污染物，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)污水、飲用水處理中。此外，該設(shè)備可以采用間歇式或連續(xù)式兩種使用方式，間歇式的反應(yīng)更充分，適合于雜質(zhì)濃度較高的污水，連續(xù)式在反應(yīng)器轉(zhuǎn)速和水流流速上需要根據(jù)實際情況做出調(diào)整，單位時間凈化污水體積較多，適用于雜質(zhì)濃度較低的污水；紫外燈也可根據(jù)水質(zhì)情況做調(diào)整；所以該設(shè)備的另一大優(yōu)勢就是靈活可控，適用于不同程度污染水體的處理。
【附圖說明】
[0018]圖1為光催化水處理設(shè)備工藝流程圖。
[0019]圖2為第一種實施方式的光催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為第一種實施方式的光催化反應(yīng)器的左視圖。
[0021]圖4為第二種實施方式的光催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5為第二種實施方式的光催化反應(yīng)器的俯視圖。
[0023]圖中:I光催化反應(yīng)器；2污水池；3進(jìn)水泵；4控制閥；5液體流量計；6出水閥；7進(jìn)水口 ；8出水口 ；9罐體；10外殼；11支架；12紫外燈；13支撐架；14渦流葉片。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合技術(shù)方案和附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的實施例。<