本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，具體為一種光催化污水處理裝置。

背景技術(shù)：

光催化氧化還原以n型半導(dǎo)體為催化劑，如tio2、zno、fe2o3、sno2、wo3等。tio2由于化學(xué)性質(zhì)和光化學(xué)性質(zhì)均十分穩(wěn)定，且無毒價廉，貨源充分，所以光催化氧化還原去除污染物通常以tio2作為光催化劑。光催化劑氧化還原機理主要是催化劑受光照射，吸收光能，發(fā)生電子躍遷，生成“電子—空穴”對，對吸附于表面的污染物，直接進行氧化還原，或氧化表面吸附的羥基oh-，生成強氧化性的羥基自由基oh將污染物氧化。利用tio2光催化降解水、氣環(huán)境中的污染物成為環(huán)境領(lǐng)域研究的熱點之一。各國環(huán)境科學(xué)工作者在這一領(lǐng)域進行了廣泛而深入的探索，取得了許多可喜的成績，并在環(huán)保方面得到了應(yīng)用。大量研究證實，烴類和多環(huán)芳烴、鹵化芳烴化合物、染料、表面活性劑、農(nóng)藥、油類、氰化物等有機物都能有效地進行光催化反應(yīng)，脫色、去毒、礦化為無毒無機小分子物質(zhì)，從而消除對環(huán)境的污染。同時，二氧化鈦光催化劑有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，并且無毒，成本低，催化效率高。

現(xiàn)有技術(shù)中采用的光催化污水處理裝置采用的都是tio2光催化劑。早期的太陽能光催化污水處理系統(tǒng)通常使用tio2粉末作為催化劑，溶于污水中，在陽光下進行光催化氧化，處理污水中的有機物，處理完成后對粉末過濾回收，實現(xiàn)再次利用。但是懸浮態(tài)tio2雖然具有較高的降解效率，但其具有反應(yīng)后tio2難以分離的缺點，這不僅影響出水水質(zhì)，而且隨著反應(yīng)的持續(xù)進行，需不斷補充tio2，從而造成處理成本的增加，回收分離困難，增加成本?，F(xiàn)有技術(shù)中的常用技術(shù)手段為1、將tio2粉末固定化，tio2粉末固定化于其他材料之上，如玻璃球、鈦板、鈦網(wǎng)，減少分離回收成本，但是tio2與污水的接觸面積減少會降低催化效果；2、采用納米tio2，納米光催化材料比一般光催化材料在促進光催化反應(yīng)的活性作用上，光催化劑顆粒尺寸越小，總表面積越大，光吸收效率越高，并且電子和空穴移動到表面的幾率也越大，有利于對反應(yīng)物的吸附，從而增大反應(yīng)幾率；如tio2晶粒尺寸從30nm減小到10nm時，其光催化降解苯酚的活性提高了近45%，但納米技術(shù)本身的成本偏高。

現(xiàn)有的光催化污水處理裝置只能有效的凈化污水中的有機物，對于湖泊、河流、水庫或景觀水體中氮、磷無法有效的去除，導(dǎo)致氮、磷含量過多而引起的水藻瘋狂生長形成的水體富營養(yǎng)化，水體溶解氧迅速下降，造成浮游生物、植物、魚類衰亡甚至絕跡的污染現(xiàn)象。我國每年因水體富營養(yǎng)化造成了巨大的經(jīng)濟損失和生態(tài)災(zāi)難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種光催化污水處理裝置。在實現(xiàn)光催化污水處理的同時，有效解決水體富營養(yǎng)化問題。

一種光催化污水處理裝置，包括污水處理池，所述污水處理池包括進水口、出水口、曝氣裝置、斜管裝置、紫外燈光源，所述污水處理池的下部設(shè)有進水口、上部設(shè)有出水口，所述污水處理池的池底設(shè)有曝氣裝置，所述斜管裝置包括安裝網(wǎng)、斜管、固磷固氮層，所述安裝網(wǎng)連接在污水處理池池壁上，所述斜管安裝在安裝網(wǎng)上方，所述斜管內(nèi)設(shè)有固磷固氮層，所述固磷固氮層包括活性炭顆粒層、沸石層；所述斜管管壁上和所述安裝網(wǎng)表面均設(shè)有光催化層，所述污水處理池池壁上還均勻設(shè)有至少兩個紫外燈光源，所述紫外燈光源包括紫外燈、石英外殼、萬向節(jié)，所述紫外燈位于石英外殼內(nèi)，所述石英外殼連接萬向節(jié)，所述萬向節(jié)連接污水處理池池壁。

進一步的，所述光催化層為tio2光催化層。

進一步的，所述活性炭顆粒層為果殼活性炭顆粒層。

進一步的，所述斜管為透明斜管。

進一步的，所述污水處理池的斜管上方設(shè)有溢流管，所述溢流管上設(shè)有溢流口，所述溢流管連接出水口。

進一步的，所述安裝網(wǎng)底面連接固定柱，所述固定柱一端連接安裝網(wǎng)，另一端連接污水處理池池底，所述固定柱表面設(shè)有光催化層。固定柱起到固定安裝網(wǎng)的作用。

本發(fā)明的工作過程及工作原理：污水從進水口進入污水處理池，然后經(jīng)安裝網(wǎng)進入斜管內(nèi)，然后經(jīng)出水口排出。廢水中的有機物經(jīng)斜管管壁及安裝網(wǎng)表面的光催化層催化氧化，有機物被分解為水和二氧化碳等物質(zhì)，實現(xiàn)無毒無副作用的凈化有機物；廢水中的氮、磷會被固磷固氮層中的活性炭顆粒層、沸石層吸附，同時活性炭顆粒層、沸石層也具有吸附有機物的作用，有機物也會被光催化分解；斜管的作用在于增大污水與光催化層的接觸面積和接觸時間，合理的利用污水處理池的空間，在有效的空間內(nèi)增大接觸面積；曝氣裝置實現(xiàn)曝氣，曝氣不僅使池內(nèi)液體與空氣接觸充氧，而且由于攪動液體，加速了空氣中氧向液體中轉(zhuǎn)移，從而完成充氧的目的；在本發(fā)明中，增設(shè)紫外燈光源，加強光催化速率，同時紫外燈連接萬向節(jié)，可通過萬向節(jié)調(diào)節(jié)紫外燈的位置，實現(xiàn)全方位立體的照射，加速光催化效果。

綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)置合理、操作方便，光催化效果好，速度快，有效的凈化污水中的有機物，凈化效果好，使用成本低，維護方便，實用性強；并起到固氮固磷的效果，避免水體富營養(yǎng)化。

附圖說明

圖1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2、圖1中a局部放大圖；

圖3、斜管截面圖。

其中：污水處理池100、進水口1、出水口2、曝氣裝置3、斜管裝置4、安裝網(wǎng)41、斜管42、固磷固氮層43、活性炭顆粒層431、沸石層432、紫外燈光源5、紫外燈51、石英外殼52、萬向節(jié)53、光催化層6、溢流管7、溢流口71、固定柱8、擋板9。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解下述具體實施方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

如圖1、圖2、圖3所示，一種光催化污水處理裝置，包括污水處理池100，污水處理池包括進水口1、出水口2、曝氣裝置3、斜管裝置4、紫外燈光源5。在污水處理池的下部設(shè)有進水口，在污水處理池的上部設(shè)有出水口，在污水處理池的池底設(shè)有曝氣裝置。其中進水口設(shè)置在下方，出水口設(shè)置在上方，實現(xiàn)污水從下向上流動，不方面可實現(xiàn)沉降的效果，另一方面污水在處理池的反應(yīng)時間增多，可進一步的增加光催化的時間，延長污水在處理池中的停留時間；同時，斜管的設(shè)置也可延長污水在斜管中的停留時間，并增大污水與光催化層的接觸面積。斜管裝置包括安裝網(wǎng)41、斜管42、固磷固氮層43，安裝網(wǎng)為不銹鋼絲網(wǎng)，固定的焊接在在污水處理池池壁上，斜管安裝在安裝網(wǎng)上方，斜管可直接安放在安裝網(wǎng)上，也可采用現(xiàn)有技術(shù)中的手段，活動連接或固定連接在安裝網(wǎng)上。在斜管內(nèi)設(shè)有固磷固氮層，固磷固氮層包括活性炭顆粒層431、沸石層432；斜管管壁上和安裝網(wǎng)表面均設(shè)有光催化層6，污水處理池池壁上還均勻設(shè)有至少兩個紫外燈光源，紫外燈光源包括紫外燈51、石英外殼52、萬向節(jié)53，紫外燈位于石英外殼內(nèi)，石英外殼連接萬向節(jié)，萬向節(jié)連接污水處理池池壁。

在本實施例中，光催化層為tio2光催化層。

在本實施例中，活性炭顆粒層為果殼活性炭顆粒層。果殼活性炭可固氮固磷，同時成本低、環(huán)保，可回收利用。

在本實施例中，斜管為透明斜管，可選用透明的塑料制成的斜管。透明的斜管可增大光源對光催化劑的催化效果。

進一步的，污水處理池的斜管上方設(shè)有溢流管7，溢流管上設(shè)有溢流口71，所述溢流管連接出水口。溢流管的增設(shè)，可控制污水處理池中的污水量。

進一步的，安裝網(wǎng)底面連接固定柱8，固定柱選用不銹鋼絲柱，固定柱一端焊接連接安裝網(wǎng)，另一端焊接污水處理池池底，固定柱表面設(shè)有光催化層。固定柱起到固定安裝網(wǎng)的作用。

在本實施例中，光催化層均為tio2光催化層，在斜管的內(nèi)外壁上均噴涂tio2形成tio2光催化層，安裝網(wǎng)同樣噴涂tio2形成tio2光催化層，固定柱外壁噴涂tio2形成tio2光催化層。

在本實施例中斜管可選用截面為圓形，在其他實施例中斜管的截面可為方形、規(guī)則的形狀或不規(guī)則的形狀。在安裝斜管的時候，由于斜管是傾斜設(shè)置的，在斜管的底部與池壁之間留有一定的間歇，在此間歇內(nèi)設(shè)置擋板9，擋板設(shè)置在安裝網(wǎng)的上方，可避免污水從此間隙內(nèi)通過，在斜管與池壁之間形成死水。

在本實施例中，污水處理池為方形池，在污水處理池的每面池壁的中心位置上均設(shè)置一個紫外燈光源，紫外燈光源設(shè)置在溢流管的上方，避免紫外燈光源接觸污水。

本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。