申请日2017.08.04
公开(公告)日2017.11.07
IPC分类号C02F1/32; C02F1/72; C02F1/28
摘要
本发明公开了一种光催化污水 处理装置，包括污水处理池，污水处理池包括进水口、出水口、曝气装置、斜管装置、紫外灯光源，污水处理池的下部设有进水口、上部设有出水口、池底设有曝气装置，斜管装置包括安装网、斜管、固磷固氮层，安装网连接在污水处理池池壁上，斜管安装在安装网上方，斜管内设有固磷固氮层，斜管管壁上和安装网表面均设有光催化层，污水处理池池壁上还均匀设有至少两个紫外灯光源，紫外灯光源包括紫外灯、石英外壳、万向节。本发明结构简单、设置合理、操作方便，光催化效果好，速度快，有效的净化污水中的有机物，净化效果好，使用成本低，维护方便，实用性强;并起到固氮固磷的效果，避免水体富营养化。
权利要求书
1.一种光催化污水处理装置，其特征在于：包括污水处理池，所述污水处理池包括进水口、出水口、曝气装置、斜管装置、紫外灯光源，所述污水处理池的下部设有进水口、上部设有出水口，所述污水处理池的池底设有曝气装置，所述斜管装置包括安装网、斜管、固磷固氮层，所述安装网连接在污水处理池池壁上，所述斜管安装在安装网上方，所述斜管内设有固磷固氮层，所述固磷固氮层包括活性炭颗粒层、沸石层;所述斜管管壁上和所述安装网表面均设有光催化层，所述污水处理池池壁上还均匀设有至少两个紫外灯光源，所述紫外灯光源包括紫外灯、石英外壳、万向节，所述紫外灯位于石英外壳内，所述石英外壳连接万向节，所述万向节连接污水处理池池壁。
2.如权利要求1所述的一种光催化污水处理装置，其特征在于：所述光催化层为TiO2 光催化层。
3.如权利要求1所述的一种光催化污水处理装置，其特征在于：所述斜管为透明斜管。
4.如权利要求1所述的一种光催化污水处理装置，其特征在于：所述污水处理池的斜管上方设有溢流管，所述溢流管上设有溢流口，所述溢流管连接出水口。
5.如权利要求1所述的一种光催化污水处理装置，其特征在于：所述安装网底面连接固定柱，所述固定柱一端连接安装网，另一端连接污水处理池池底，所述固定柱表面设有光催化层。
说明书
一种光催化污水处理装置
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体为一种光催化污水处理装置。
背景技术
光催化氧化还原以n型半导体为催化剂，如TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2、WO3等。TiO2由于化学性质和光化学性质均十分稳定，且无毒价廉，货源充分，所以光催化氧化还原去除污染物通常以TiO2作为光催化剂。光催化剂氧化还原机理主要是催化剂受光照射，吸收光能，发生电子跃迁，生成“电子—空穴”对，对吸附于表面的污染物，直接进行氧化还原，或氧化表面吸附的羟基OH-，生成强氧化性的羟基自由基OH将污染物氧化。利用TiO2光催化降解水、气环境中的污染物成为环境领域研究的热点之一。各国环境科学工作者在这一领域进行了广泛而深入的探索，取得了许多可喜的成绩，并在环保方面得到了应用。大量研究证实，烃类和多环芳烃、卤化芳烃化合物、染料、表面活性剂、农药、油类、氰化物等有机物都能有效地进行光催化反应，脱色、去毒、矿化为无毒无机小分子物质，从而消除对环境的污染。同时，二氧化钛光催化剂有很高的化学稳定性，并且无毒，成本低，催化效率高。
现有技术中采用的光催化污水处理装置采用的都是TiO2光催化剂。早期的太阳能光催化污水处理系统通常使用TiO2粉末作为催化剂，溶于污水中，在阳光下进行光催化氧化，处理污水中的有机物，处理完成后对粉末过滤回收，实现再次利用。但是悬浮态TiO2 虽然具有较高的降解效率，但其具有反应后TiO2难以分离的缺点，这不仅影响出水水质，而且随着反应的持续进行，需不断补充TiO2，从而造成处理成本的增加，回收分离困难，增加成本。现有技术中的常用技术手段为1、将TiO2粉末固定化，TiO2粉末固定化于其他材料之上，如玻璃球、钛板、钛网，减少分离回收成本，但是TiO2与污水的接触面积减少会降低催化效果;2、采用纳米TiO2，纳米光催化材料比一般光催化材料在促进光催化反应的活性作用上，光催化剂颗粒尺寸越小，总表面积越大，光吸收效率越高，并且电子和空穴移动到表面的几率也越大，有利于对反应物的吸附，从而增大反应几率;如TiO2 晶粒尺寸从30 nm 减小到10 nm 时，其光催化降解苯酚的活性提高了近45%，但纳米技术本身的成本偏高。
现有的光催化污水处理装置只能有效的净化污水中的有机物，对于湖泊、河流、水库或景观水体中氮、磷无法有效的去除，导致氮、磷含量过多而引起的水藻疯狂生长形成的水体富营养化，水体溶解氧迅速下降，造成浮游生物、植物、鱼类衰亡甚至绝迹的污染现象。我国每年因水体富营养化造成了巨大的经济损失和生态灾难。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种光催化污水处理装置。在实现光催化污水处理的同时，有效解决水体富营养化问题。
一种光催化污水处理装置，包括污水处理池，所述污水处理池包括进水口、出水口、曝气装置、斜管装置、紫外灯光源，所述污水处理池的下部设有进水口、上部设有出水口，所述污水处理池的池底设有曝气装置，所述斜管装置包括安装网、斜管、固磷固氮层，所述安装网连接在污水处理池池壁上，所述斜管安装在安装网上方，所述斜管内设有固磷固氮层，所述固磷固氮层包括活性炭颗粒层、沸石层;所述斜管管壁上和所述安装网表面均设有光催化层，所述污水处理池池壁上还均匀设有至少两个紫外灯光源，所述紫外灯光源包括紫外灯、石英外壳、万向节，所述紫外灯位于石英外壳内，所述石英外壳连接万向节，所述万向节连接污水处理池池壁。
进一步的，所述光催化层为TiO2 光催化层。
进一步的，所述活性炭颗粒层为果壳活性炭颗粒层。
进一步的，所述斜管为透明斜管。
进一步的，所述污水处理池的斜管上方设有溢流管，所述溢流管上设有溢流口，所述溢流管连接出水口。
进一步的，所述安装网底面连接固定柱，所述固定柱一端连接安装网，另一端连接污水处理池池底，所述固定柱表面设有光催化层。固定柱起到固定安装网的作用。
本发明的工作过程及工作原理：污水从进水口进入污水处理池，然后经安装网进入斜管内，然后经出水口排出。废水中的有机物经斜管管壁及安装网表面的光催化层催化氧化，有机物被分解为水和二氧化碳等物质，实现无毒无副作用的净化有机物;废水中的氮、磷会被固磷固氮层中的活性炭颗粒层、沸石层吸附，同时活性炭颗粒层、沸石层也具有吸附有机物的作用，有机物也会被光催化分解;斜管的作用在于增大污水与光催化层的接触面积和接触时间，合理的利用污水处理池的空间，在有效的空间内增大接触面积;曝气装置实现曝气，曝气不仅使池内液体与空气接触充氧，而且由于搅动液体，加速了空气中氧向液体中转移，从而完成充氧的目的;在本发明中，增设紫外灯光源，加强光催化速率，同时紫外灯连接万向节，可通过万向节调节紫外灯的位置，实现全方位立体的照射，加速光催化效果。
综上所述，本发明的优点是：结构简单、设置合理、操作方便，光催化效果好，速度快，有效的净化污水中的有机物，净化效果好，使用成本低，维护方便，实用性强;并起到固氮固磷的效果，避免水体富营养化。