一种水处理中光催化臭氧接触池制造技术

本实用新型专利技术提供一种水处理中光催化臭氧接触池，属于水处理设备技术领域。该臭氧接触池包括曝气头、尾气破坏器、三个曝气区和五个反应区、进水口、出水口，曝气区与反应区交替布置，紫外灯安装在反应区中央，曝气头与臭氧发生器相连，曝气后臭氧通过挡板间连通孔进入最后一个反应区，经尾气破坏器后排出。水从入水口进入臭氧接触池，依次流经交替的曝气区和反应区，从出水口流出。反应区内附着活性炭负载Fe掺杂TiO2光催化剂。该装置结构紧凑，采用臭氧接触池，微孔曝气并结合Fe掺杂TiO2光催化剂，常温常压下即可高效降解有机物；可显著提高臭氧传质效率及污染物去除率；对污染物选择性低，分解彻底，不产生二次污染，具有较高的应用价值。

A photocatalytic ozone contact tank for water treatment

The utility model provides a photocatalytic ozone contact pool in water treatment, which belongs to the technical field of water treatment equipment. The ozone contact tank comprises an aeration head, tail gas breaker, three aeration zones and five reaction zone, a water inlet and a water outlet, aeration zone and reaction zone are arranged alternately, ultraviolet lamp is installed in the central reaction zone, the aerator is connected with the ozone generator, ozone aeration through hole through the baffle even enter the last reaction District, is discharged through the exhaust device after damage. The water enters the ozone contact pool from the inlet and flows through the alternating aeration zone and reaction zone sequentially, and flows out from the outlet. Fe doped TiO2 photocatalyst attached to activated carbon in reaction region. The device has the advantages of compact structure, the ozone contact tank, aeration and Fe doped TiO2 photocatalyst, efficient degradation of organic chemicals under normal temperature and pressure; can significantly improve the ozone mass transfer efficiency and pollutant removal rate of pollutants; low selectivity, decomposed completely, does not have two pollution, has higher application value.

【技术实现步骤摘要】
一种水处理中光催化臭氧接触池
本技术涉及水处理设备
，特别是指一种水处理中光催化臭氧接触池。
技术介绍
近年来，由于工农业废水和生活污水大量排放，湖泊、水库等水体有机物含量增高，水污染严重。臭氧作为一种强氧化剂，可与水中的有机和无机化合物发生直接或间接的化学反应，被广泛用于水的消毒、嗅味和色度的去除以及水中有机污染物的去除。臭氧在水中的溶解度较小，因此需要特殊的混合技术，使臭氧与水得到充分接触并发生反应。臭氧接触池是指通过一定方式使臭氧扩散到处理水中，与水全面接触并高效完成预期反应的装置，以“隔板式”最为常见。光催化臭氧化技术可以产生具有极强的氧化能力的活性羟基自由基(·OH)，可显著提高臭氧化效果。光催化剂中，以TiO2最为常见。TiO2光催化法具有如下优点：常温常压下即可催化降解有机物；对污染物选择性低，分解彻底，不产生二次污染；可去除低浓度有机污染物；颗粒比表面积大，吸附点位多，对污染物去除率高。此外，TiO2本身不具毒性，价格低廉，具有较强的抗腐蚀能力，广泛应用于水处理领域。然而，TiO2的禁带宽度较宽，光反应中电子与空穴较易复合，从而抑制了TiO2的光催化性能。向TiO2中掺杂金属离子，则能够有效改变TiO2的光催化效率。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种水处理中光催化臭氧接触池。该臭氧接触池包括进水口、曝气区I、反应区I、曝气区II、反应区II、曝气区III、反应区III、反应区IV、反应区V、出水口、曝气头、尾气破坏器和紫外灯，进水口与臭氧发生器相连，曝气区I和进水口之间设置挡板，臭氧接触池内沿长度方向依次设置曝气区I、反应区I、曝气区II、反应区II、曝气区III、反应区III、反应区IV和反应区V，且曝气区I、反应区I、曝气区II、反应区II、曝气区III、反应区III(9)、反应区IV(10)和反应区V依次由挡板隔开，出水口位于反应区V末端，反应区V设置尾气破坏器，曝气后臭氧通过挡板间连通孔进入反应区V，经尾气破坏器后排出；曝气区I、曝气区II和曝气区III内各设置一组曝气头，反应区I、反应区II和反应区III中央各设置一对紫外灯，反应区IV和反应区V内各布置两对紫外灯，反应区内壁均附着活性炭负载Fe掺杂TiO2光催化剂。其中，臭氧接触池为长方体，长1460mm、宽500mm、高350mm；曝气区I、曝气区II和曝气区III的长度分别为135mm、90mm和90mm，反应区I、反应区II、反应区III反应区IV和反应区V的长度分别为90mm、90mm、90mm、280mm和280mm；臭氧接触池内挡板厚15mm，挡板与池底垂直，沿光催化臭氧接触池长度方向平行设置，池内水呈S形流向。曝气头为玻璃砂芯，曝气头直径20mm、孔径4-7μm、孔隙率30-50％，每个曝气区内平均分布10个曝气头；曝气区内三点曝气，臭氧投加总量为2mg/L，投加比为3:3:1。紫外灯长280mm，功率为25W。活性炭负载Fe掺杂TiO2光催化剂采用如下方法制备：将钛酸四丁酯和FeCl3滴入无水乙醇中，匀速搅拌30min，制成A溶液；向无水乙醇中加入乙酸和蒸馏水，制成B溶液；将B溶液匀速滴入A溶液中，边滴加边搅拌，形成溶胶；将活性炭纤维用蒸馏水清洗后在pH值为4的溶液中浸泡24h，用蒸馏水清洗至中性，105℃烘干备用；将预处理后的活性炭纤维浸入制备TiO2的溶胶中15min，使其均匀负载；使用浸渍提拉镀膜机以900μm/s的速度匀速提拉；将提拉获得的颗粒105℃烘干，制得负载1层的负载TiO2；重复浸渍、提拉和烘干过程，得到一层以上负载的Fe掺杂TiO2；将负载型Fe掺杂TiO2置于马弗炉中，500℃煅烧，获得制备完成的负载型催化剂。活性炭负载Fe掺杂TiO2光催化剂中Fe掺杂量为0.001％，负载层数为15层。水在上述臭氧接触池中的停留时间为15min。本技术的上述技术方案的有益效果如下：1)该臭氧接触池结构紧凑，采用微孔曝气并结合自行研发的新型Fe掺杂TiO2光催化剂常温常压下即可高效降解有机物；对污染物选择性低，分解彻底，不产生二次污染，具有较高的应用价值；2)通过优化臭氧投加方法，不需增加臭氧总投加量，即可显著提高臭氧传质效率及污染物去除率。附图说明图1为本技术的水处理中光催化臭氧接触池主视图；图2为本技术的水处理中光催化臭氧接触池俯视图；图3为本技术光催化臭氧接触池处理效果示意图。其中：1-臭氧发生器；2-臭氧接触池；3-进水口；4-曝气区I；5-反应区I；6-曝气区II；7-反应区II；8-曝气区III；9-反应区III；10-反应区IV；11-反应区V；12-出水口；13-曝气头；14-尾气破坏器；15-紫外灯。具体实施方式为使本技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本技术提供一种水处理中光催化臭氧接触池。如图1和图2所示，该臭氧接触池中进水口3与臭氧发生器1相连，曝气区I4和进水口3之间设置挡板，臭氧接触池2内沿长度方向依次设置曝气区I4、反应区I5、曝气区II6、反应区II7、曝气区III8、反应区III9、反应区IV10和反应区V11，且曝气区I4、反应区I5、曝气区II6、反应区II7、曝气区III8、反应区III9、反应区IV10和反应区V11依次由挡板隔开，出水口12位于反应区V11末端，反应区V11设置尾气破坏器14，曝气后臭氧通过挡板间连通孔进入反应区V11，经尾气破坏器14后排出；曝气区I4、曝气区II6和曝气区III8内各设置一组曝气头13，反应区I5、反应区II7和反应区III9中央各设置一对紫外灯15，反应区IV10和反应区V11内各布置两对紫外灯15，反应区内壁均附着活性炭负载Fe掺杂TiO2光催化剂。其中，臭氧接触池2呈长方体，长1460mm、宽500mm、高350mm；曝气区I4、曝气区II6和曝气区III8的长度分别为135mm、90mm和90mm，反应区I5、反应区II7、反应区III9反应区IV10和反应区V11的长度分别为90mm、90mm、90mm、280mm和280mm；臭氧接触池2内挡板厚15mm，挡板与池底垂直，沿光催化臭氧接触池长度方向平行设置，池内水呈S形流向。曝气头13为玻璃砂芯，曝气头13直径20mm、孔径4-7μm、孔隙率30-50％，每个曝气区内平均分布10个曝气头13；曝气区内三点曝气，臭氧投加总量为2mg/L，投加比为3:3:1。紫外灯15长280mm，功率为25W。实施例1：使用时，臭氧发生器1产生臭氧后通过曝气头13曝气，反应区内三点曝气，臭氧投加总量为2mg/L，投加比为2:1:1，紫外灯关闭。使用某自来水厂砂滤池出水作为水源，臭氧接触池反应时间为15min，测定每个反应区结束时的出水UV254，如图3，得到其去除率为25.7％。实施例2：使用时，臭氧发生器1产生臭氧后通过曝气头13曝气，反应区内三点曝气，臭氧投加总量为2mg/L，投加比为2:2:1，紫外灯关闭。使用某自来水厂砂滤池出水作为水源，臭氧接触池反应时间为15min，测定每个反应区结束时的出水UV254，如图3，得到其去除率为34.8％。实施例3：使用时，臭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水处理中光催化臭氧接触池，其特征在于：包括进水口(3)、曝气区I(4)、反应区I(5)、曝气区II(6)、反应区II(7)、曝气区III(8)、反应区III(9)、反应区IV(10)、反应区V(11)、出水口(12)、曝气头(13)、尾气破坏器(14)和紫外灯(15)，进水口(3)与臭氧发生器(1)相连，曝气区I(4)和进水口(3)之间设置挡板，臭氧接触池(2)内沿长度方向依次设置曝气区I(4)、反应区I(5)、曝气区II(6)、反应区II(7)、曝气区III(8)、反应区III(9)、反应区IV(10)和反应区V(11)，且曝气区I(4)、反应区I(5)、曝气区II(6)、反应区II(7)、曝气区III(8)、反应区III(9)、反应区IV(10)和反应区V(11)依次由挡板隔开，出水口(12)位于反应区V(11)末端，反应区V(11)设置尾气破坏器(14)，曝气后臭氧通过挡板间连通孔进入反应区V(11)，经尾气破坏器(14)后排出；曝气区I(4)、曝气区II(6)和曝气区III(8)内各设置一组曝气头(13)，反应区I(5)、反应区II(7)和反应区III(9)中央各设置一对紫外灯(15)，反应区IV(10)和反应区V(11)内各布置两对紫外灯(15)，反应区内壁均附着活性炭负载Fe掺杂TiO2光催化剂。...

【技术特征摘要】
1.一种水处理中光催化臭氧接触池，其特征在于：包括进水口(3)、曝气区I(4)、反应区I(5)、曝气区II(6)、反应区II(7)、曝气区III(8)、反应区III(9)、反应区IV(10)、反应区V(11)、出水口(12)、曝气头(13)、尾气破坏器(14)和紫外灯(15)，进水口(3)与臭氧发生器(1)相连，曝气区I(4)和进水口(3)之间设置挡板，臭氧接触池(2)内沿长度方向依次设置曝气区I(4)、反应区I(5)、曝气区II(6)、反应区II(7)、曝气区III(8)、反应区III(9)、反应区IV(10)和反应区V(11)，且曝气区I(4)、反应区I(5)、曝气区II(6)、反应区II(7)、曝气区III(8)、反应区III(9)、反应区IV(10)和反应区V(11)依次由挡板隔开，出水口(12)位于反应区V(11)末端，反应区V(11)设置尾气破坏器(14)，曝气后臭氧通过挡板间连通孔进入反应区V(11)，经尾气破坏器(14)后排出；曝气区I(4)、曝气区II(6)和曝气区III(8)内各设置一组曝气头(13)，反应区I(5)、反应区II(7)和反应区III(9)中央各设置一对紫外灯(15)，反应区IV(10)和反应区V(11)内各布置两对紫外灯(15)，反应区内壁均附着活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁蓉芳，周北海，汪少娜，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：新型
国别省市：北京,11