一种废水废气光降解装置及其系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种废水废气光降解装置，该装置包括微结构光纤单体， 所述微结构光纤单体包括光纤基质、空气孔道、外包层，光纤基质设置在外包 层内，光纤基质中设置有空气孔道，空气孔道内表面上设置有二氧化钛纳米粒 子；本实用新型专利技术大大提高了二氧化钛光催化剂的附载率、受光面积大大增加， 从而使处理系统规模可以无限大，为使用本实用新型专利技术构建一套基于微结构弥散 光纤负载的纳米TiO2光催化废水废气处理系统奠定了基础；并且本实用新型专利技术的 可透紫外光的弥散微结构聚合物光纤负载TiO2，使得本实用新型专利技术能够高效长距 离侧面吸收紫外光，进一步使受光面积增加、提高了光催化效率。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种废水废气处理装置及其系统，尤其是一种废水废气光降解装置及其系统。
技术介绍
二氧化钛是一种能被紫外线活化的半导体。在紫外光的照射下，二氧化钛能够除去流体(包括空气和水)中的毒物，把有害的污染物分解成环境可接受的副产物。例如二氧化钛可以分解烟中的焦油、有机物、细菌、病毒、霉菌以及其他的有机物。在光氧化降解过程中，需要的反应活性的表面积越大越好，这样才能处理大量的污水、废气。国外20世纪90年代，就有人提出用二氧化钛光催化剂修饰的石英光纤作为紫外光的传播介质构筑用于废气废水处理的光纤式光催化反应器。他们期望将光纤传导光与光纤负载催化剂两者相结合，提高紫外光的传输效率制造高效率废弃废水光降解装置。但是，将二氧化钛光催化剂涂敷在普通的石英光纤表面或聚合物包层石英光纤的表面，通过紫外光在光纤中传播时的泄漏模式，使得光在光纤中的轴向传输的距离很有限，反应器长度一般不超过50厘米。所以，至今，研究开发的光纤型废气废水处理器中多釆用较粗的裸露石英纤维束。但是，这种光纤束又硬而脆，在涂膜和反应器制作过程中极易发生断裂。显然，以上现有技术对于大规模处理废水废气是不适用的。
技术实现思路
本技术的目的在于解决
技术介绍
中所述的裸露的石英纤维在涂膜和反应器制作过程中极易发生断裂，绝大部分的传输光在靠近光输入端的侧面被折射出纤维，从而大大缩短了光在光纤中的轴向传输的距离的技术问题，从而提供一种基于以纳米二氧化钛光催化剂修饰的微结构光纤制成的光纤式光催化流体净化装置即废水废气光降解装置。本技术的技术解决方案是本技术是一种废水废气光降解装置，其特殊之处在于所述废水废气光降解装置包括微结构光纤单体，所述微结构3光纤单体包括光纤基质、空气孔道、空气孔道内表面上设置有二氧化钛纳米粒子层。上述的二氧化钛纳米粒子呈膜状设置在空气孔道内表面上。上述的孔道为多个，且成微结构光纤特征的周期性分布。上述的废水废气光降解装置是由一个或多个微结构光纤单体组成。上述的微结构光纤单体是微结构聚合物光纤单体。一种废水废气光降解系统，包括光源、废水废气储罐、抽气抽水泵及分别和废水废气储罐、抽气抽水泵电连接的控制器，其特殊之处在于，该系统还包括废水废气光降解装置，所述废水废气储罐通过抽气抽水泵接入废水废气光降解装置；所述光源使入射光线照射在组成废水废气光降解装置的微结构光纤单体的包层的方向上。上述的光源是紫外光源或太阳光。上述的废水废气光降解装置为多个串联、并联、串联-并联或并联-并联在一起。本技术的用于废水废气光降解的微结构聚合物光纤阵列孔道的内表面上设置有二氧化钛纳米粒子，大大提高了二氧化钛光催化剂的附载率，我们用太阳光作为光源从光纤包层方向入射，使受光面积大大增加，从而使处理系统规模可以无限大，从而为使用本技术构建一套基于微结构弥散光纤负载的纳米Ti02光催化废水废气处理系统奠定了基础；并且本技术的可透紫外光的弥散微结构聚合物光纤负载Ti02，使得本技术能够高效长距离侧面吸收紫外光，进一步使受光面积增加、提高了光催化效率。附图说明图1是本技术的组成废水废气光降解装置的微结构光纤单体端面结构示意图2是本技术的废水废气光降解系统示意图3是本技术的废水废气光降解系统中的多个废水废气光降解装置并联时的示意图4是本技术的废水废气光降解系统中的多个废水废气光降解装置串联-并联时的示意图；图5是本技术的废水废气光降解系统中的多个废水废气光降解装置并 联-并联时的示意图。具体实施方式参见图1，本技术的废水废气光降解装置包括用于废水废气光降解的微 结构聚合物光纤单体1，本技术的微结构聚合物光纤单体1包括光纤基质2、孔道3、外包层4，光纤基质2设置在外包层4内，光纤基质2中设置有孔 道3，孔道3的内表面上设置有二氧化钛纳米粒子层5，较佳的方式是将二氧化 钛纳米粒子呈膜状设置孔道3的内表面上。孔道3至少是一个也可以为数百个，当孔道3为数百个时，孔道3成微结 构光纤特征的周期性分布。参见图2，用太阳光作为光源从组成本技术的废水废气光降解装置的微 结构聚合物光纤单体1的光纤包层方向入射，从而使废水废气光降解装置的受 光面积大大增加，提高了光催化反应效果，并且使基于本技术的废水废气 光降解装置组建的废水废气处理系统的规模可以无限大，为此该系统可以并联、 串联、并联-并联或串联-并联的模式，扩充为多个废水废气光降解装置，从组成 一个较大的光催化反应器，进而大大提高废水废气处理的容量和速度。该系统包括光源、废水废气储罐、废水废气光降解装置6、抽气抽水泵及分 别和废水废气储罐、抽气抽水泵7电连接的控制器，所述废水废气储罐通过抽 气抽水泵7接入废水废气光降解装置6;所述光源使入射光线照射在组成废水废 气光降解装置6的微结构光纤单体的包层的方向上。为提高太阳光照射面积、提高毒物分子与催化剂的接触面积，该系统还包 括使废水废气光降解装置6旋转的旋转装置，当多个废水废气光降解装置6组 成较大的光催化反应器时，该旋转装置与光催化反应器连接，使光催化反应器 旋转。通过该系统催化降解模型化合物罗丹名B(初始浓度15ppm，总体积10升)， 在太阳光照射下催化反应时间6小时，降解率99%。利用太阳光为光源催化降解罗丹名B。原液浓度10ppm，太阳光照4小时 后，降解率达到95%。参见图3，本技术的废水废气光降解系统中的多个废水废气光降解装置并联。参见图4，本技术的废水废气光降解系统中的多个废水废气光降解装置 串联-并联。参见图5，本技术的废水废气光降解系统中的多个废水废气光降解装置 并联-并联。总之，本技术利用具备一定强度及柔韧性的微结构聚合物光纤替代普 通石英纤维，并且改变了光源的入射方向，使光源从光纤包层方向入射，使受 光面积大大增加，有效地提高了光的传输效率和利用效率；在微结构聚合物光 纤单体的孔道的内表面上设置二氧化钛纳米粒子，提高了催化剂的负载面积和 光催化效率；本技术克服了
技术介绍
中所述的裸露的石英纤维在涂膜和反应器制作过程中极易发生断裂，绝大部分的传输光在靠近光输入端的侧面被折 射出纤维，从而大大縮短了光在光纤中的轴向传输的距离的技术问题，使基于 本技术的废水废气光降解装置组建的废水废气处理系统的规模可以无限 大，从而大大提高废水废气处理的容量和速度。权利要求1、一种废水废气光降解装置，其特征在于所述废水废气光降解装置包括微结构光纤单体，所述微结构光纤单体包括光纤基质、空气孔道、外包层，光纤基质设置在外包层内，光纤基质中设置有空气孔道，空气孔道内表面上设置有二氧化钛纳米粒子。2、 根据权利要求l所述的废水废气光降解装置，其特征在于所述二氧化 钛纳米粒子呈膜状设置在空气孔道内表面上。3、 根据权利要求2所述的废水废气光降解装置，其特征在于所述孔道为 多个，且成微结构光纤特征的周期性分布。4、 根据权利要求1或2或3所述的废水废气光降解装置，其特征在于所 述废水废气光降解装置是由一个或多个微结构光纤单体组成。5、 根据权利要求4所述的废水废气光降解装置，其特征在于所述微结构 光纤单体是微结构聚合物光纤单体。6、 一种废水废气光降解系统，包括光源、废水废气储罐、抽气抽水泵及分 别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽莉，孔德鹏，汪舰，郭昭龙，
申请(专利权)人：王丽莉，孔德鹏，汪舰，郭昭龙，
类型：实用新型
国别省市：