專利名稱:納米TiO<sub>2</sub>光催化氧化難生物降解有機廢水反應器的制作方法
技術領域:
本實用新型是一種改進的納米Ti02光催化氧化難生物降解有機廢水反應 器,屬于工業廢水處理流域,主要包括印染廢水處理,制革廢水處理,造紙廢 水處理,制藥廢水處理。
技術背景在難生物降解的廢水處理中,目前采用的主要還是物化加生化法,該技術 運行成本高,投資大,為企業難以接受。但由于這類污水對環境造成嚴重污染, 帶來多種疾病。為了人民的身體健康和保護生態環境,這些廢水必需處理。自從1972年日本Fujishima和Honda報道了用Ti02作為光催化劑分解水 制備氫氣以來,各種半導體光催化材料成為了科學家們競相研究的對象。1977年 Bard用Ti02作光催化劑氧化CN-和OCN -,更是開創了用光催化劑處理污水 的先河。在納米光催化技術處理廢水中,納米光催化劑和光能利用率低,導致 光催化技術在廢水處理中難以實現工業化。由于工業廢水的色度一般比較大, 紫外線在廢水中穿透性較差,在傳統的設備中,導致紫外線沒法充分利用。在 投入市場的釹膜反應器中, 一是載體阻力大,二是鈦膜強度小,容易壞,三是 容易被懸浮物覆蓋,導致設備無法運行。 發明內容本實用新型的目的是提供一種納米Ti02光催化氧化難生物降解有機廢水反 應器,使用這種反應器可以有效的利用光能,廢水能與光催化材料充分接觸, 提高廢水處理效果,易于維修,結構簡單,操作方便,價格低廉。本實用新型是這樣實現的, 一種處理難生物降解有機廢水反應器包括殼 體,殼體一側面內有進水口布水器,進水口布水器內有過濾網,用來分布進水; 殼體的底部,設有相應的凹槽,用來固定納米光催化材料載體和石英玻璃管; 納米光催化材料載體有長方體陶瓷或者其它材料連接而成六方型,納米催化材 料載體為不少于一個的聚集為蜂窩狀石英玻璃管在六方型的中間處安裝,石英玻璃管的一端接于反應設備底,用石英玻璃封蓋密封;在石英玻璃管里面裝有 紫外燈,紫外燈的電源線由石英玻璃管的上端接出,這樣可以增加系統密封的 穩定性。在進水口相對的另一側面上端出水處裝有出水槽,水槽采用堰板制作。 在設備的底部,設有布氣裝置,用來曝氣。在設備的上方沿通過支架,設有聚 光裝置,就是把太陽光收集后,與廢水水流方向成60e 75、照射。本實用新型的工作原理是這樣的,參照附圖l一4,廢水由泵經過過濾網打 入設備進水口布水器,廢水經布水器中均勻分布廢水到反應池中,在反應池中, 廢水與負載有納米光催化材料的載體充分接觸,設備底部由風機由布氣管打入 空氣。在由紫外燈和聚光裝置收集的光的照射下,發生光催化反應。反應原理如下(反應式中,M為過渡金屬,做表面修飾作用)Ti02 / M02 + —Ti02 / M02 (h " + e 一 Ti02 / M02 (h+ ) + H20 —Ti02 / M02 +OH + H' H20 +OH + e — — 0— 2 + H+ —H02 Ti02 / M02 (h + ) + OH —Ti02 / M02 +0 H Ti02 / M02 (h+ ) + RH+OH— —Ti02 / M02 +R + H20 OH和*02使吸附在Ti0z表面的有機染料分子中的雙鍵或叁鍵發生斷裂,最終 以小分子的形式存在,斷鍵后的其他有機物質在 OH和 0—2的作用下分別形成 C02 、 H20及其他無機物。在設備底部間歇曝氣,既可以增加廢水中含氧量,有利于光催化氧化反應 的進行,又可以吹出反應產物C02,可以促進反應的進行,并且曝氣還有利于吹 脫光催化材料表面的懸浮物,還可以起到冷卻的作用。本實用新型的優點是可以有效的利用光能,廢水能與光催化材料充分接觸, 提高廢水處理效果,易于維修,結構簡單,操作方便,價格低廉。
圖1是本實用新型的構造示意圖2是本實用新型的納米Ti02光催化氧化難生物降解有機廢水反應器平面 布置圖;圖3是納米光催化材料載體片平面構造圖。
具體實施方式
圖l一3中,其中l一過濾網3—光催化材料載體 5—紫外燈 7 —出水槽 9一水泵 ll一風機2—進水口布水器 4 —石英玻璃管 6 —聚光裝置 8 —殼體 10 —布氣管 12 —電源線管圖l一3所示納米Ti02光催化氧化難生物降解有機廢水反應器,其外殼(8) 為敞口容器,為長方體結構,材質為鋼筋混凝土或普通碳鋼,外殼(8)大小尺 寸與需處理的水量有關。在進水口設有過濾網(1),過濾網(1)過濾有效最小 顆粒為50um,設在進水口布水器(2)里面。廢水從外殼的一側面設置的進水 口布水器(2)均勻進入反應區,反應區內設有豎立的且聚集為蜂窩型的納米光 催化材料載體(3),納米光催化載體(3)內負載有納米光催化材料,為了保證 廢水流動,在納米光催化載體內(3)每隔5mm有一微孔,微孔直徑為lmm。 為了充分利用光能,把光催化載體(3)連接成正六邊型,六邊型的內切圓半徑 為300mm。在六邊形的中心安裝有石英玻璃管(4),石英玻璃管(4)為DN32, 石英玻璃管(4)底端用DN32的封蓋密封,在石英玻璃管(4)中間有一紫外 光(5),自紫外燈(5)的功率為8w,波長為368nm。紫外光(5)的電源接線 由石英玻璃管(4)的上端接出,然后一起通過布置在設備上方的電源線管(12), 電源線管(12)為DN20的PVC管。在外殼底部設有與外殼外風機11連通的布 氣管(10),用來曝氣,布氣管的布氣孔直徑為lmm,材質為不銹鋼。光催化反 應完畢后,廢水由設在進水口相對另一側面上端的出水槽(7)流出。出水槽(7)
中設有出水堰,可以懸浮物流出,保證廢水處理穩定達標。在反應器的右側,設有聚光裝置(6),聚光裝置(6)為反射鏡片,保證太陽光能以60a 70、照射 到反應器上。本設備能耗小,易于維修,處理效率高。
權利要求1. 納米TiO2光催化氧化難生物降解有機廢水反應器,其特征是有一個敞口的外殼,在外殼的一側面為進水口布火器,進口水口布水器內內設有過濾網,過濾網上方設置有與外殼外的水泵相連通的進水管,在外殼的相對的另一側面上端設置有出水的水槽,在外殼內部反應區豎立的設置有不少于一個的聚集為蜂窩狀的難生物降解有廢水反應裝置,該裝置外層為管狀透明的納米催化材料載體,管狀的納米催化材料載體內設置有石英玻璃管,在外殼上沿通過支架設置有聚光裝置。
2、 根據權利要求1所述的納米Ti02光催化氧化難生物降解有機廢水反應器, 其特征是管狀透明的納米催化材料載體高度與外殼上沿平齊,下端與外殼內底 面固定。
3、 根據權利要求2所述的納米Ti02光催化氧化難生物降解有機廢水反應器,其特征是納米催化材料載體的橫截面為六邊形,或者是三邊形。
4、 根據權利要求1所述的納米Ti02光催化氧化難生物降解有機廢水反應器,其特征是納米催化材料載體的管狀壁上有不少于一個星羅棋布的微孔。
5、 根據權利要求1所述的納米Ti02光催化氧化難生物降解有機廢水反應器 其特征是石英玻璃管底端密封,上端敞口,上端口高出外殼內水面。
6、 根據權利要求1所述的納米Ti02光催化氧化難生物降解有機廢水反應器, 其特征是紫外燈的電源線由石英玻璃管的上端接出。
7、 根據權利要求1所述的納米Ti02光催化氧化難生物降解有機廢水反應器, 其特征是聚光裝置為反射鏡面,設置為60° 70°的對準反應裝置。
專利摘要本實用新型涉及納米TiO<sub>2</sub>光催化氧化難生物降解有機廢水反應器,用于工業廢水處理,該反應器有一個敞口的外殼,在外殼的一側面為進水口布水器,進水口布水器內設置有過濾網,過濾網上方設置有與外殼外的水泵相連通的進水管,在外殼的相對的另一側面上端設置有出水的水槽,在外殼內部反應區豎立的設置有不少于一個的聚集為蜂窩狀的管狀透明的納米催化材料載體,納米催化材料載體內設置有石英玻璃管,石英玻璃管內設置有紫外燈,在外殼內底處設置有與外殼外風機連通的布氣管,在外殼上沿通過支架設置有聚光裝置。本實用新型可有效的利用光能,廢水能與光催化材料充分接觸,提高廢水處理效果,易于維修,結構簡單,操作方便,價格低廉。
文檔編號C02F1/30GK201080442SQ200720048640
公開日2008年7月2日 申請日期2007年2月13日 優先權日2007年2月13日
發明者周瑞興, 溫鏡新, 黃少斌 申請人:廣州金川環保設備有限公司