一种印染废水的光催化处理装置与方法制造方法及图纸

一种印染废水的光催化处理装置与方法，属于废水处理技术领域。包括混凝搅拌区、沉淀分离区、光催化区、曝气氧化区和过滤区。本发明专利技术中的光催化印染废水处理装置设置了光催化灯管，通过这种灯管为光催化区内部提供充足的光源，可有效避免在阴雨天出现光线不足导致催化剂无法有效降解染料的情况；且此装置操作运行方便，不出现堵塞现象，运维方便。最优比例的Bi

【技术实现步骤摘要】
一种印染废水的光催化处理装置与方法
本专利技术涉及废水处理
，尤其是一种印染废水的光催化处理装置与方法。
技术介绍
纺织工业在带来巨大经济效益的同时也给水环境安全造成了不容小觑的压力，尤其是印染作为纺织产业链的重要环节，排放了整个产业链八成的污染物，据统计，每年全国产生的印染废水有24.5亿吨之多，约占我国工业废水总排放量的12％，在41个被统计的行业中居第三位。印染废水成分复杂，主要污染物来源于加工过程中所使用的大量染料、化学药剂，存在不少有毒、有害物质，水质水量多变，生物降解性也较差，是一类被公认的难处理工业废水。目前，印染废水的主要处理工艺为传统的物化和生物法联合工艺，其中广泛应用活性污泥法，但是经传统方法处理后的印染废水的COD、氨氮、色度等一些指标仍然偏高，很难达到现行的排放标准。同时，随着全球科技的快速发展，能源的短缺也是急需解决的问题。近些年来，半导体光催化技术被认为是一种绿色的节能的环境污染治理及能量转换与储存最有效的方法之一，并且它还具有高稳定性，降解过程中无二次污染，工艺流程简单等特点，因此受到了研究者们的广泛关注。Bi2O3具有较窄的禁带宽度(约2.8eV左右)，能够被可见光激发，研究还证明其具备有良好的光催化活性，且光催化性能比较稳定。此外，Bi2O3的电导率变化范围超过5个数量级，并具有很高的折射率和介电常数，具有友好的光导性和疏水性，是一种很有潜力的降解污染物的可见光催化剂。尽管人们对Bi2O3的研究进行了的大量探索，然而其催化效果依然不是很理想。目前，研究更多的是铋与其他金属或非金属组成的复合物光催化剂，它们对可见光具有更强的响应，光催化降解污染物的活性更好。首先制备Bi2O3，然后将其与Bi2MoO6进行复合以进一步促进Bi2O3中光生电子和空穴的分离，增强其对可见光的吸收能力，提升催化效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了解决印染废水的传统处理方法存在的技术问题和Bi2O3催化效果不理想的问题，提供一种印染废水的光催化处理装置与方法，能有效处理印染废水。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种印染废水的光催化处理装置，包括混凝搅拌区1、沉淀分离区2、光催化区3、曝气氧化区4和过滤区5。所述的混凝搅拌区1设有进水管1-1和布水管1-2，所述的布水管1-2连接进水管1-1，布水管1-2上具有水平辐射出水口。混凝搅拌区1设有混凝剂添加计量系统1-3，混凝搅拌区1的中部设有搅拌装置1-4。混凝搅拌区1的下部设有倾斜的底板，搅拌后的废水沿倾斜的底板流入沉淀分离区2。进一步的，为了废水处理的效果更好，所述的布水管1-2设置成同心圆形状或十字形状。所述的混凝搅拌区1和沉淀分离区2之间设有挡流板2-1，挡流板2-1的下部设置有45度的转角，转角转向混凝搅拌区1一侧，沉淀分离区2底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有沉淀分离区排放阀2-2。所述光催化区3和沉淀分离区2之间设有导流板3-1，导流板3-1与沉淀分离区2内壁形成作为废水进入光催化区3的水流通道，光催化区3内安置有光催化斜板3-2，光催化斜板3-2的上表面敷设有光催化剂，光催化斜板3-2的下表面设有灯管。光催化区3底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有光催化区排放阀3-3。所述的光催化剂的制备步骤如下：步骤1、钼酸铋的制备：把硝酸铋和钼酸铵分别溶解于乙酸和蒸馏水中，待溶解后，使溶液混合在一起，用氨水调节混合液的pH为5～8，将得到的悬浮液转移至反应釜中，140～160℃下反应18～24h，待冷却后，洗涤，离心，烘干，得到淡绿色钼酸铋。硝酸铋溶液浓度为0.5mol/L，钼酸铵溶液浓度为0.06mol/L；硝酸铋和钼酸铵溶液的体积比为1:6；步骤2、氧化铋的制备：将铋酸钠溶于蒸馏水中，将悬浮液转移至反应釜中，在140～180℃下反应6～10h，冷却至室温，洗涤，干燥，将得到的样品放入马弗炉中煅烧。煅烧温度为300℃，时间为3h。步骤3、氧化铋/钼酸铋复合光催化剂的制备：将氧化铋和钼酸铋分别加入乙醇中，超声1～2h，待超声完成，将氧化铋溶液倒入钼酸铋溶液中，混合液继续超声2～3h，之后将15～25ml丙酮滴加到混合液中，搅拌24～36h，沉淀，干燥，得到复合型催化剂。混合液中氧化铋浓度为6.67×10-6mol/L，钼酸铋浓度为1.2×10-5mol/L；混合液与丙酮的添加量体积之比为2:1。所述光催化区3和曝气氧化区4之间设有第一隔板4-1，第一隔板4-1上设有第一水流口4-2，曝气氧化区4下部设置有曝气盘4-3，所述的曝气盘4-3通过管道连接位于曝气氧化区4外的鼓风机4-4。进一步的，所述的曝气盘4-3是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘。所述曝气氧化区4和过滤区5之间设有第二隔板5-1，第二隔板5-1上设有第二水流口5-2，过滤区5中部设置有滤料架，滤料架上放置滤料5-3，滤料5-3为石英砂或陶粒，当滤速较低时需更换滤料5-3。过滤区5底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有污泥排放阀5-4。过滤区5上部设有溢流堰5-5，溢流堰5-5连接出水管，出水管排出的水达标排放或回用。导流板3-1、挡流板2-1、第一隔板4-1及第二隔板5-1所达高度均一致，且均高于沉淀分离区2的内壁。采用上述印染废水的光催化处理装置进行废水处理的方法是：①废水通过进水管1-1以及布水管1-2进入混凝搅拌区1，与来自混凝剂添加计量系统1-3的混凝剂混合，搅拌装置1-4对废水进行搅拌，废水发生混凝反应。②然后废水通过混凝搅拌区1下部设有的倾斜的底板进入沉淀分离区2，比重较大的固体物在重力的作用下下沉到沉淀分离区2的下部，通过底部的沉淀分离区排放阀2-2排出。③沉淀分离后的废水进入光催化区3，打开灯管，光催化剂与废水接触，废水中的污染物在光催化条件下被分解。从光催化斜板3-2上脱落的光催化剂自然沉淀，通过光催化区排放阀3-3排出，然后光催化剂被离心收集、再生重复利用。④然后光催化反应后的废水通过第一水流口4-2进入曝气氧化区4，曝气氧化区4设置的曝气盘4-3对废水进行曝气，印染废水被好氧氧化。⑤好氧氧化后的废水通过第二水流口5-2进入过滤区5，废水被滤料5-3过滤后通过溢流堰5-5和出水管排出，污泥通过底部的污泥排放阀5-4排放出去。部分污泥回流至曝气氧化区4。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术中的光催化印染废水处理装置设置了光催化灯管，通过这种灯管为光催化区内部提供充足的光源，可有效避免在阴雨天出现光线不足导致催化剂无法有效降解染料的情况；且此装置操作运行方便，不出现堵塞现象，运维方便。2.最优比例的Bi2O3/Bi2MoO6的摩尔质量比为1:1.8，在经过100min照射后，1.8-Bi2O3/Bi2MoO6复合光催化剂对染料的降解率达到了98％，远远高于氧化铋或钼酸铋单一型催化剂的降解率。附图说明下面结合附图和实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种印染废水的光催化处理装置，其特征在于，包括混凝搅拌区(1)、沉淀分离区(2)、光催化区(3)、曝气氧化区(4)和过滤区(5)；/n所述的混凝搅拌区(1)设有进水管(1-1)和布水管(1-2)，所述的布水管(1-2)连接进水管(1-1)，布水管(1-2)上具有水平辐射出水口；混凝搅拌区(1)设有混凝剂添加计量系统(1-3)，混凝搅拌区(1)的中部设有搅拌装置(1-4)；混凝搅拌区(1)的下部设有倾斜的底板，搅拌后的废水沿倾斜的底板流入沉淀分离区(2)；/n所述的混凝搅拌区(1)和沉淀分离区(2)之间设有挡流板(2-1)，挡流板(2-1)的下部设置有45度的转角，转角转向混凝搅拌区(1)一侧，沉淀分离区(2)底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有沉淀分离区排放阀(2-2)；/n所述光催化区(3)和沉淀分离区(2)之间设有导流板(3-1)，导流板(3-1)与沉淀分离区(2)内壁形成作为废水进入光催化区(3)的水流通道，光催化区(3)内安置有光催化斜板(3-2)，光催化斜板(3-2)的上表面敷设有光催化剂，光催化斜板(3-2)的下表面设有灯管；光催化区(3)底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有光催化区排放阀(3-3)；/n所述光催化区(3)和曝气氧化区(4)之间设有第一隔板(4-1)，第一隔板(4-1)上设有第一水流口(4-2)，曝气氧化区(4)下部设置有曝气盘(4-3)，所述的曝气盘(4-3)通过管道连接位于曝气氧化区(4)外的鼓风机(4-4)；/n所述曝气氧化区(4)和过滤区(5)之间设有第二隔板(5-1)，第二隔板(5-1)上设有第二水流口(5-2)，过滤区(5)中部设置有滤料架，滤料架上放置滤料(5-3)，滤料(5-3)为石英砂或陶粒，当滤速较低时需更换滤料(5-3)；过滤区(5)底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有污泥排放阀(5-4)；过滤区(5)上部设有溢流堰(5-5)，溢流堰(5-5)连接出水管，出水管排出的水达标排放或回用；/n导流板(3-1)、挡流板(2-1)、第一隔板(4-1)及第二隔板(5-1)所达高度均一致，且均高于沉淀分离区(2)的内壁。/n...

【技术特征摘要】
1.一种印染废水的光催化处理装置，其特征在于，包括混凝搅拌区(1)、沉淀分离区(2)、光催化区(3)、曝气氧化区(4)和过滤区(5)；
所述的混凝搅拌区(1)设有进水管(1-1)和布水管(1-2)，所述的布水管(1-2)连接进水管(1-1)，布水管(1-2)上具有水平辐射出水口；混凝搅拌区(1)设有混凝剂添加计量系统(1-3)，混凝搅拌区(1)的中部设有搅拌装置(1-4)；混凝搅拌区(1)的下部设有倾斜的底板，搅拌后的废水沿倾斜的底板流入沉淀分离区(2)；
所述的混凝搅拌区(1)和沉淀分离区(2)之间设有挡流板(2-1)，挡流板(2-1)的下部设置有45度的转角，转角转向混凝搅拌区(1)一侧，沉淀分离区(2)底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有沉淀分离区排放阀(2-2)；
所述光催化区(3)和沉淀分离区(2)之间设有导流板(3-1)，导流板(3-1)与沉淀分离区(2)内壁形成作为废水进入光催化区(3)的水流通道，光催化区(3)内安置有光催化斜板(3-2)，光催化斜板(3-2)的上表面敷设有光催化剂，光催化斜板(3-2)的下表面设有灯管；光催化区(3)底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有光催化区排放阀(3-3)；
所述光催化区(3)和曝气氧化区(4)之间设有第一隔板(4-1)，第一隔板(4-1)上设有第一水流口(4-2)，曝气氧化区(4)下部设置有曝气盘(4-3)，所述的曝气盘(4-3)通过管道连接位于曝气氧化区(4)外的鼓风机(4-4)；
所述曝气氧化区(4)和过滤区(5)之间设有第二隔板(5-1)，第二隔板(5-1)上设有第二水流口(5-2)，过滤区(5)中部设置有滤料架，滤料架上放置滤料(5-3)，滤料(5-3)为石英砂或陶粒，当滤速较低时需更换滤料(5-3)；过滤区(5)底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有污泥排放阀(5-4)；过滤区(5)上部设有溢流堰(5-5)，溢流堰(5-5)连接出水管，出水管排出的水达标排放或回用；
导流板(3-1)、挡流板(2-1)、第一隔板(4-1)及第二隔板(5-1)所达高度均一致，且均高于沉淀分离区(2)的内壁。


2.根据权利要求1所述的一种印染废水的光催化处理装置，其特征在于，为了废水处理的效果更好，所述的布水管(1-2)设置成同心圆形状或十字形状。


3.根据权利要求1所述的一种印染废水的光催化处理装置，其特征在于，所述的光催化剂的制备步骤如下：
步骤1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐成栋，万玉山，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32