申请日2018.05.11
公开(公告)日2018.09.28
IPC分类号C02F1/32; C02F1/70; C02F101/10
摘要
本发明涉及一种光催化处理含砷废水的装置，包括环形LED光源、光催化反应器、光催化材料、搅拌装置和冷却环;在所述光催化反应器的外层设置环形LED光源;在所述光催化反应器的内部设有冷却环，所述冷却环的作用是提供冷却循环水，保证反应温度所需;在光催化反应器的底部设有搅拌装置，以保证光催化反应时催化剂的均匀分布;所述的光催化材料由载体及负载在载体上的光催化剂组成，所述光催化剂采用溶胶凝胶法负载于载体表面。该装置可将含砷废水处理达标回用或排放，且成本较低。
翻译权利要求书
1.一种光催化处理含砷废水的装置，其特征在于：包括环形LED光源、光催化反应器、光催化材料、搅拌装置和冷却环;在所述光催化反应器的外层设置环形LED光源;在所述光催化反应器的内部设有冷却环，所述冷却环的作用是提供冷却循环水，保证反应温度所需;在光催化反应器的底部设有搅拌装置，以保证光催化反应时催化剂的均匀分布;所述的光催化材料由载体及负载在载体上的光催化剂组成，所述光催化剂采用溶胶凝胶法负载于载体表面。
2.根据权利要求1所述的光催化处理含砷废水的装置，其特征在于：所述光催化反应器为石英玻璃材质。
3.根据权利要求1所述的光催化处理含砷废水的装置，其特征在于：所述LED光源由LED灯珠贴片制成，横截面为圆形，内部四周贴合光催化反应器的外层，所述LED光源的尺寸根据需要可进行调节。
4.根据权利要求1所述的光催化处理含砷废水的装置，其特征在于：所述光催化反应器横截面为圆形，其外部四周贴合LED光源的内层，所述光催化反应器的尺寸可根据LED光源尺寸进行调节。
5.根据权利要求1所述的光催化处理含砷废水的装置，其特征在于：可根据灯源功率大小选择光催化反应器为单层或双层结构;所述光催化反应器双层结构即为夹套设计，可现实温度控制。
6.根据权利要求1所述的光催化处理含砷废水的装置，其特征在于：所述光催化材料载体为ZIF-8、Al2O3或活性炭;所述的光催化剂为TiO2、改性TiO2、ZrO2或商品用P25。
7.根据权利要求1所述的光催化处理含砷废水的装置，其特征在于：所述的搅拌装置为气体搅拌、机械搅拌或磁力搅拌。
8.根据权利要求7所述的光催化处理含砷废水的装置，其特征在于：所述的气体搅拌为空气、氧气或臭氧。
9.根据权利要求7所述的光催化处理含砷废水的装置，其特征在于：所述的冷却环材质是铜质或铝合金，可实现光催化反应所需温度调节。
说明书
一种光催化处理含砷废水的装置
技术领域
本发明涉及一种处理废水的装置，更具体地说涉及一种光催化处理含砷废水的装置，属于重金属污染废水处理领域。
背景技术
砷是地球外壳的组成元素，含砷岩石和土壤的风化和分解，可使地下水中砷浓度增大。砷也广泛的用作杀虫剂和森林防腐剂，其可通过腐蚀，分解，氧化还原反应，吸附作用进入天然水，从而形成水体的砷污染。砷污染的地下水正威胁到世界范围内上百万人的健康。特别是饮用未处理的地下水带来的慢性砷中毒，能造成各种健康损害，包括皮肤，肝，肾，肺等癌症。世界卫生组织在1993年制定了饮用水中砷的含量新标准，10μg/L。最近，中国等很多国家采纳了这一标准，将饮用水中砷的最大含量由50降低到10μg/L。世界范围内大多数供水系统需要增添砷处理工艺，以达到10μg/L的标准。因此，备受关注的砷中毒事件，及越来越严厉的政策法规，使努力寻找成本低，效率高的砷污染水净化工艺成为当务之急。
在自然水体中，砷一般以无机形式存在，主要是三价砷(As(III))和五价砷(As(V))的可溶性化合物。许多除砷技术如絮凝、沉淀、吸附等，能有效的脱除As(V)，而常常对毒性更大的As(III)除去效率低下。为了提高砷的去除效率，降低毒性，有必要将As(III)氧化为易处理的As(V)。
光催化氧化技术稳定、无毒、活性高，而且能利用廉价、清洁、无穷尽的太阳能，可以无选择性地矿化几乎所有的有机污染物和还原去除许多过渡金属离子，在环境治理上的应用前景极其诱人。
发明内容
本发明的目的解决现有技术存在的问题与不足，提供一种高效处理含砷废水的装置，该装置可将含砷废水处理达标回用或排放，且成本较低。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种光催化处理含砷废水的装置，包括环形LED光源、光催化反应器、光催化材料、搅拌装置和冷却环;在所述光催化反应器的外层设置环形LED光源;在所述光催化反应器的内部设有冷却环，所述冷却环的作用是提供冷却循环水，保证反应温度所需;在光催化反应器的底部设有搅拌装置，以保证光催化反应时催化剂的均匀分布;所述的光催化材料由载体及负载在载体上的光催化剂组成，所述光催化剂采用溶胶凝胶法负载于载体表面。
本发明的光催化处理含砷废水的装置，其进一步的技术方案是所述的LED光源由LED灯珠贴片制成，横截面为圆形，内部四周贴合光催化反应器的外层，同时光源的尺寸根据需要可进行调节。本发明可根据光波需求选择特定的灯珠，而LED灯珠的最主要特点就是寿命长，产热少。光源的尺寸根据需要可进行调节，便于光催化反应器的设计。
本发明的光催化处理含砷废水的装置，其进一步的技术方案是所述的光催化反应器由石英玻璃制成，横截面为圆形，外部四周贴合LED光源的内层，同时光催化反应器的尺寸可根据LED光源尺寸进行调节。本发明可根据灯源功率大小选择单双层设定，而双层即为夹套设计，同时可现实温度控制。
本发明的光催化处理含砷废水的装置，其进一步的技术方案还可以是所述的光催化材料载体为ZIF-8、Al2O3或活性炭;所述的光催化剂为TiO2、改性TiO2、ZrO2或商品用P25。
本发明的光催化处理含砷废水的装置，其进一步的技术方案还可以是所述的搅拌装置可以是气体搅拌或者是机械搅拌或者磁力搅拌，更进一步的技术方案是所述的气体搅拌可以为空气或氧气或臭氧。
本发明的光催化处理含砷废水的装置，其进一步的技术方案还可以是所述的冷却环材质可以是铜质或铝合金，可实现光催化反应所需温度调节。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明中设计的光源使用LED灯珠贴片制作，横截面为圆形，四周贴合适应光催化反应器外壁，光线强度高，发光均匀，寿命长，发热少。光催化反应装置由石英玻璃制成，减少对紫外光的吸收，最大限度利用LED紫外灯光。
(2)光催化混合材料其载体化学性质稳定，与催化剂结合良好，具有较高的比表面积且光透过性良好。不但可以实现砷的光催化还原，而且对光催化还原产物具有很好的吸附效果，同时还有利于光催化剂的回收。
(3)所设计反应器可实现为连续反应，并且可将多组反应器串联使用，处理量大。