一种光催化污水处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种光催化污水处理装置，包括进水管、出水管和气罐，所述进水管和所述气罐均与气液混合泵的输入口连接，所述气液混合泵的输出口与光催化反应器的输入端连接，所述光催化反应器的输出端与所述出水管连接。本实用新型专利技术将混有微纳米气泡的污水通入光催化反应器，提高了光催化反应的效率；同时依靠太阳能光伏板的自然能源，大大降低了荧光管的能源损耗，并且当COD监测仪监测的数值不在设定的合理范围内，控制系统通过电磁阀控制水闸，将处理过的水再次通过过渡管返回到进水管重新进行催化氧化，直到COD值控制在合理的范围内，实现了污水的精准净化处理。

A Photocatalytic Sewage Treatment Device

The utility model relates to a photocatalytic wastewater treatment device, which comprises an inlet pipe, an outlet pipe and an air tank. The inlet pipe and the gas tank are connected with the input port of the gas-liquid mixing pump, the output port of the gas-liquid mixing pump is connected with the input end of the photocatalytic reactor, and the output end of the photocatalytic reactor is connected with the outlet pipe. The utility model feeds the sewage mixed with micro-nano bubbles into the photocatalytic reactor to improve the photocatalytic reaction efficiency; at the same time, relying on the natural energy of the solar photovoltaic panel, the energy loss of the fluorescent tube is greatly reduced, and when the value monitored by the COD monitor is not within the set reasonable range, the control system controls the sluice through the electromagnetic valve, and the treated water passes through the transition again. The pipe returns to the intake pipe for catalytic oxidation until the COD value is controlled within a reasonable range, thus realizing the precise purification of sewage.

【技术实现步骤摘要】
一种光催化污水处理装置
本技术涉及一种光催化污水处理装置。
技术介绍
随着世界工业化发展，水污染日益严重，水中的污染物也呈现出多样化趋势，常见的污染物包括有毒重金属、自然毒素、药物、有机污染物等。常见的净化技术有氯气、臭氧和紫外线消毒以及过滤、吸附、静置等，但是这些方法对新生的污染物往往不是非常有效，并且可能导致二次污染。包括我国在内的世界范围内广泛应用的氯气消毒法，可能在水中生成对人类健康有害的高氯酸盐。臭氧消毒是比较安全的消毒方法，但是所需设备价格昂贵，维护费用较高；而紫外线消毒法需要能源支持，并且日常的维护都需要专业的技术人员；吸附法一般需要消耗大量的吸附剂，使用过的吸附剂一般需要额外的处理。但是，随着对水污染的广泛关注，污水处理技术已经日益完善。由于光催化技术无污染、安全等特点，利用光催化技术处理与降解污染物已经成为了环境领域的研究热点。该技术可以不用另外的电子受体进行操作，操作的条件比较容易控制，结构也比较简单，氧化能力很强，同时还没有二次污染。它可以把水中包含的有机污染物完全的降解成为水或者二氧化碳等，把无机污染物被还原成了无害物或者被氧化。而且所需的光催化剂有无毒、廉价、稳定以及能够重复的使用等优点。世界上能作为光触媒的材料众多，包括二氧化钛(TiO2)，氧化锌(ZnO)，氧化锡(SnO2)，二氧化锆(ZrO2)，硫化镉(CdS)等多种氧化物硫化物半导体，其中二氧化钛(TitaniumDioxide)因其氧化能力强，化学性质稳定无毒，在光电转化、难降解有机污染物光催化氧化、消毒杀菌、敏感元件等许多方面有重要应用，成为世界上最当红的纳米光触媒材料。在早期，也曾经较多使用硫化镉(CdS)和氧化锌(ZnO)作为光触媒材料，但是由于这两者的化学性质不稳定，会在光催化的同时发生光溶解，溶出有害的金属离子具有一定的生物毒性，故发达国家目前已经很少将它们用作为民用光催化材料，部分工业光催化领域还在使用。TiO2光催化的基本原理是：TiO2吸收一个等于或者大于它的带隙能量的光子，可以激发一个价带电子从它的价带跃迁至导带,从而产生电子（e－）和空穴（h+）对。带有负电荷的电子和带有正电荷的空穴，可以与水以及水中的溶解氧(O2)、氢离子（H+）、氢氧根离子（OH－）发生反应生成氢氧自由基（·OH）、超氧自由基（O2·－）、单基态氧（1O2）和双氧水（H2O2），它们被统称为含氧自由基。但是由于水中的含氧量有限，在氧气不足的情况下，使得电子空穴对的重新结合，以致TiO2的污水处理效率降低。普通的TiO2带隙能量是3.2eV，所以它需要紫外光激活。而自然光中的紫外线并不多，普通的TiO2在作催化剂的时候就必须要添加额外的紫外光源，这样就无形增加了成本。由于以上问题的存在，严重影响和制约了光催化技术在污水处理行业的推广与应用。
技术实现思路
光催化反应过程中在氧气不足的情况下电子空穴对的重新结合，致使TiO2的污水处理效率降低，同时由于可见光中紫外光的有限，不能完全激发TiO2的催化氧化能力，为克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种改进的光催化反应污水处理装置。为实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种改进的光催化反应污水处理装置，包括进水管、出水管和气罐，所述进水管和所述气罐均与气液混合泵的输入口连接，所述气液混合泵的输出口与光催化反应器的输入端连接，所述光催化反应器的输出端与所述出水管连接。上述方案中，所述光催化反应器的数量为两个以上，每个所述光催化反应器包括荧光管、第一石英管和第二石英管，所述荧光管嵌套在所述第一石英管内，所述第一石英管和所述第二石英管之间填充有光催化层，所述气液混合泵的输出口与每个所述光催化反应器的光催化层连通。上述方案中，每个所述第二石英管外部均安装有光伏板，所述光伏板为抛物面光伏板，每个所述第二石英管位于所述抛物面光伏板的光学焦点处。上述方案中，所述抛物面光伏板整体固定在支架上，所述支架与地面的夹角为40°。上述方案中，所述出水管和所述进水管之间还连接有过渡管，所述出水管上安装有水闸。本专利技术的有益效果：（1）微纳米气泡发生器的应用。由于污水在氧气不足的情况下电子空穴对的重新结合，以致TiO2的污水处理效率降低，为解决此问题，本专利技术采用了进水管和气罐与气液混合泵连接的方式，形成了微纳米气泡发生装置，使污水中的氧气含量增加，以减少电子空穴对的重新结合，并利用的石英管的透光性，与紫外灯和TiO2结合形成流动态管式废水催化氧化净化装置，使废水的处理连续化与自动化，提高了TiO2的污水处理效率。（2）抛物线太阳能光伏板的研发。本专利技术研发了抛物面光伏板，将太阳光进行聚焦，来激活TiO2催化氧化能力，利用光催化装置的石英管（石英管中安装紫外灯管和填充TiO2）下方加与其直径相对应的抛物面光伏板，以增加对太阳能等可见光的利用率，使得紫外灯在太阳能足够的情况下进行关闭或功率减小，以达到节能的效果。（3）本专利技术将抛物面太阳能光伏板固定在支架上，将支架安装成与地面呈40°的方式，在甘肃地区接收太阳光能量最多。（4）利用COD监测仪实时监控水质处理情况，当处理结果COD值达不到要求时，通过中央控制系统控制水闸关闭，使经过处理后的不达标的污水重新沿着过渡管进入到进水管，进行再处理，以致达到污水的最终处理要求。附图说明图1为本专利技术装置的主视图。图2为本专利技术装置的俯视图。图3为图1中A-A向的光催化反应器的结构示意图。图中：1.进水管；2.出水管；3.气罐；4.气液混合泵；5.光催化反应器；5-1.支架；5-2.荧光管；5-3.第一石英管；5-4.光催化层；5-5.第二石英管；6.过渡管；7.水闸。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行更详细的说明。如图1和图2所示，本实施例的光催化反应污水处理装置，包括进水管1、出水管2和气罐3，进水管1和气罐3均与气液混合泵4的输入口连接，气液混合泵4的输出口与光催化反应器5的输入端连接，光催化反应器5的输出端与出水管2连接。本实施例中的光催化反应器5的数量为15个，如图3所示，每个光催化反应器5包括荧光管5-2、第一石英管5-3和第二石英管5-5，荧光管5-2嵌套在第一石英管5-3内，第一石英管5-3和第二石英管5-5之间填充有光催化层5-4，气液混合泵4的输出口与每个光催化反应器5的光催化层5-4连通。每个第二石英管5-5外部均安装有光伏板5-6，所述光伏板5-6为抛物面光伏板，每个所述第二石英管5-5位于抛物面光伏板的光学焦点处。图1中，抛物面光伏板整体固定在支架5-1上，支架5-1与地面的夹角为45°，出水管2和所述进水管1之间还连接有过渡管6，所述出水管2上安装有水闸7。本实施例的动作过程为：在原水泵的作用下，污水通过精密过滤器过滤预处理后进入到进水管，通过气液混合泵的气液混合形成微纳米气泡；混有微纳米气泡的污水通入光催化反应器，在光催化反应器中进行有机物的分解和净化；同时依靠太阳能光伏板的自然能源，大大降低了荧光管的能源损耗；当COD监测仪监测的数值不在设定的合理范围内，控制系统通过电磁阀控制水闸，将处理过的水再次通过过渡管返回到进水管重新进行催化氧化。直到COD值在合理的范围内，控制系统让处理过的水进入产水箱。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光催化污水处理装置，其特征在于，包括进水管(1)、出水管(2)和气罐(3)，所述进水管(1)和所述气罐(3)均与气液混合泵(4)的输入口连接，所述气液混合泵(4)的输出口与光催化反应器(5)的输入端连接，所述光催化反应器(5)的输出端与所述出水管(2)连接。

【技术特征摘要】
1.一种光催化污水处理装置，其特征在于，包括进水管(1)、出水管(2)和气罐(3)，所述进水管(1)和所述气罐(3)均与气液混合泵(4)的输入口连接，所述气液混合泵(4)的输出口与光催化反应器(5)的输入端连接，所述光催化反应器(5)的输出端与所述出水管(2)连接。2.根据权利要求1所述的一种光催化污水处理装置，其特征在于，所述光催化反应器(5)的数量为两个以上，每个所述光催化反应器(5)包括荧光管(5-2)、第一石英管(5-3)和第二石英管(5-5)，所述荧光管(5-2)嵌套在所述第一石英管(5-3)内，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶燚，张莹，潘冰，安兴才，王庚平，
申请(专利权)人：甘肃省膜科学技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃,62