一種光催化降解水中污染物的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水處理設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種光催化降解水中污染物的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市化加快，水污染的加劇，進(jìn)行污水處理尤為迫切。常規(guī)的水處理裝置多為在水廠中采用的大型污水處理裝置，不適宜小水量的水處理，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的污水處理需求，已有的小型水處理裝置，有的技術(shù)已經(jīng)落后，有的操作復(fù)雜，處理效果不容樂觀。隨著光催化方面研宄的深入，光響應(yīng)催化劑的效果有明顯提升。
[0003]因此，如何在節(jié)約能源的情況下，有效的、有針對(duì)性的處理好小水量污水，研宄出一種適宜的、高效的小水量處理裝置就顯得尤為重要。
[0004]光催化技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、操作簡(jiǎn)便、能降解絕大多數(shù)有機(jī)物、可減少二次污染及可以用太陽光作為反應(yīng)光源等突出優(yōu)點(diǎn)，在難降解有機(jī)物、等處理中具有其他傳統(tǒng)水處理工藝所無法比擬的優(yōu)勢(shì)，是一種極具發(fā)展前途的水處理技術(shù)，對(duì)太陽能的利用和環(huán)境保護(hù)有著重大意義。
[0005]公開號(hào)為CN202297233U的專利文獻(xiàn)中，公開了一種新型光催化氧化裝置，包括進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管和出水管之間通過管道依次連接有加藥口、射流器和光催化氧化裝置，還設(shè)置有石英管，石英管內(nèi)設(shè)置有紫外線高壓汞燈。使用時(shí)，經(jīng)過預(yù)處理的水從進(jìn)水管進(jìn)入調(diào)節(jié)水質(zhì)質(zhì)量，從加藥口往管道加入催化劑，通過射流器使藥劑與水充分混合，射流器在光催化氧化前部還能在裝置內(nèi)部起到射流曝氣和增氧的作用，進(jìn)入光催化氧化裝置，在紫外線高壓汞燈的照射下，透過石英管使催化劑受激生成電子一空穴對(duì)，空穴分解催化劑表面吸附的水產(chǎn)生氫氧自由基，電子使其周圍的氧還原成活性離子氧，從而具備極強(qiáng)的氧化一還原作用，將光催化劑表面的各種污染物摧毀。
[0006]上述實(shí)用新型通過將催化劑與污水充分混合后用紫外燈照射進(jìn)行處理，這種方法有如下缺陷:由于污水中的污染物量很難確定，因此催化劑的添加量也就很難確定，如催化劑加入量過多直接導(dǎo)致污水二次污染，催化劑加入量過少則會(huì)導(dǎo)致污染物處理不徹底。
[0007]公開號(hào)為CN202297233U的專利文獻(xiàn)中，公開了一種紫外光催化氧化污水處理器，包括紫外燈管、進(jìn)水通道、出水通道、紫外處理室、網(wǎng)狀板、防水燈座和二氧化鈦涂層，其中進(jìn)水通道、紫外處理室、出水通道依次連接，網(wǎng)狀板位于進(jìn)水通道與紫外處理室之間，其上設(shè)置有通孔，網(wǎng)狀板朝向紫外處理室的一面上安裝有防水燈座，紫外燈管安裝在防水燈座上，二氧化鈦涂層位于進(jìn)水通道、出水通道、紫外處理室、網(wǎng)狀板的內(nèi)表面的表層。該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，更換催化劑涂層很不方便，在使用時(shí)，污水中的一些懸浮污染物僅通過催化劑涂層很難處理。
[0008]因此，如何能夠?qū)ΜF(xiàn)有光催化降解水中污染物的裝置進(jìn)行改進(jìn)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員有待解決的技術(shù)難題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型提供了一種光催化降解水中污染物的裝置，使用方便，解決了現(xiàn)有技術(shù)中處理污染物范圍較小的問題，提高了光催化效率，同時(shí)還保證了反應(yīng)裝置的可重復(fù)操作性。
[0010]一種光催化降解水中污染物的裝置，包括反應(yīng)槽以及作為催化光源的紫外燈管，其特征在于，所述紫外燈管立置于反應(yīng)槽中，所述紫外燈管周圍掛有若干條活性炭鏈，所述活性炭鏈由若干活性炭簇經(jīng)長(zhǎng)纖維串連而成，所述活性炭簇是由若干活性炭顆粒通過支撐桿連接形成的空心球狀結(jié)構(gòu)，活性炭顆粒表面有光催化劑涂層。
[0011]本實(shí)用新型在使用時(shí)，將活性炭鏈懸掛在紫外燈管的周圍，在紫外光的照射下，進(jìn)行光催化反應(yīng)以降解水中污染物，活性炭顆粒本身還可起到協(xié)同吸附的作用，增強(qiáng)了裝置對(duì)污水中重金屬與有機(jī)污染物以及懸浮污染物的吸附和協(xié)同降解效果，擴(kuò)大了處理污染物的范圍和能力；活性炭簇為空心球狀結(jié)構(gòu)，活性炭顆粒之間的空隙還可形成通道，利于污水通過而不會(huì)影響降解速度；另外，當(dāng)光催化劑由于使用多次而導(dǎo)致催化效果不明顯時(shí)，可拆下活性炭鏈進(jìn)行更換，使用方便，同時(shí)保證了反應(yīng)裝置的可重復(fù)操作性。
[0012]使用時(shí)可根據(jù)處理水量以及污染物濃度的不同，通過適當(dāng)調(diào)整活性炭鏈的數(shù)量來達(dá)到最佳的污染物降解效果。
[0013]使用時(shí)還可根據(jù)反應(yīng)槽深度，通過適當(dāng)調(diào)整長(zhǎng)纖維的長(zhǎng)度以及活性炭簇的個(gè)數(shù)來改變活性炭鏈的長(zhǎng)度，從而可以保證裝置在不同情況下的污水處理效果。
[0014]考慮到污染物降解效率以及光催化劑的利用率，所述反應(yīng)槽內(nèi)噴涂光催化劑的活性炭鏈為4-8條，其中，每條活性炭鏈由15-20個(gè)活性炭簇串連而成。
[0015]為了防止紫外燈管與水接觸導(dǎo)致漏電，優(yōu)選的，所述紫外燈管的外部罩有保護(hù)管。
[0016]優(yōu)選的，所述紫外燈管與作為電源的太陽能電池相連。使用時(shí)，通過太陽能電池電池為紫外燈管供電，紫外光與太陽光共同照射到光催化劑表面，提高了光催化的效率。
[0017]太陽能電池的種類有很多，考慮到成本以及太陽能轉(zhuǎn)化效率，所述太陽能電池可以選擇為染料敏化太陽能電池。
[0018]為了方便懸掛活性炭鏈，優(yōu)選的，所述反應(yīng)槽的頂部和底部各設(shè)有一由兩根交叉放置的橫桿構(gòu)成的支架，所述紫外燈管和活性炭鏈設(shè)于兩支架之間。
[0019]為了配合長(zhǎng)纖維兩端帶有的掛鉤，方便懸掛并固定活性炭鏈，優(yōu)選的，所述橫桿上帶有若干套環(huán)。
[0020]為了配合橫桿上的套環(huán)，且方便活性炭鏈的更換，優(yōu)選的，所述長(zhǎng)纖維的兩端均帶有用于與所述套環(huán)配合的掛鉤。
[0021]本實(shí)用新型的光催化降解水中污染物的裝置，使用方便，紫外光與太陽光共同參與光催化反應(yīng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中光催化效率低的問題；活性炭鏈更換方便，保證了反應(yīng)裝置的可重復(fù)操作性；活性炭顆粒本身還可起到協(xié)同吸附的作用，增強(qiáng)了裝置對(duì)污水中重金屬與有機(jī)污染物以及懸浮污染物的吸附和協(xié)同降解作用，擴(kuò)大了處理污染物的范圍和能力。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本實(shí)用新型中活性炭簇的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本實(shí)用新型中橫桿上套環(huán)與掛鉤的配合示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1、圖2所示，本實(shí)施例光催化降解水中污染物的裝置，包括反應(yīng)槽I以及作為催化光源的紫外燈管4，其中，紫外燈管4立置于反應(yīng)槽I中，紫外燈管4周圍掛有若干條活性炭鏈2，活性炭鏈2由若干活性炭簇經(jīng)長(zhǎng)纖維3串連而成，活性炭簇是由若干活性炭顆粒8通過支撐桿7連接形成的空心球狀結(jié)構(gòu)，活性炭顆粒8表面有光催化劑涂層。
[0026]反應(yīng)槽I由透光性材料(玻璃)制成，頂部與底部均可拆卸，側(cè)壁上設(shè)有出水口 12與入水口 13 ;紫外燈管4的外部罩有透光性較的保護(hù)管5以防止該紫外燈管4直接與水接觸導(dǎo)致漏電，紫外燈管4還與作為電源的染料敏化太陽能電池6相連。
[0027]考慮到污染物降解效率以及光催化劑的利用率，反應(yīng)槽I內(nèi)活性炭鏈2的數(shù)量為4-8條，每條活性炭鏈2由15-20個(gè)活性炭簇組成，每個(gè)活性炭簇包括60個(gè)活性炭顆粒8。
[0028]為增加催化劑涂層的相對(duì)面積，可采用球形活性炭顆粒。
[0029]反應(yīng)槽I頂部與底部各設(shè)有一由兩根交叉放置的橫桿9構(gòu)成的支架，如圖3所示，橫桿9上帶有若干與長(zhǎng)纖維3兩端掛鉤11相互配合的套環(huán)10，以方便活性炭鏈2的懸掛并固定。
[0030]本實(shí)施例在使用時(shí)，太陽光照射染料敏化太陽能電池6可為紫外燈管4供電，紫外光與太陽光照射到活性炭鏈2上活性炭顆粒8表面噴涂的光催化劑上，其中，紫外光的催化效率高于太陽光，但二者均可致使光催化劑中電子和空穴分離，分離的電子能夠用于還原重金屬離子，空穴可用于氧化水中有機(jī)物，同時(shí)活性炭顆粒8本身還可起到協(xié)同吸附的作用，增強(qiáng)了裝置對(duì)污水中重金屬與有機(jī)污染物以及懸浮污染物的吸附和協(xié)同降解作用，擴(kuò)大了處理污染物的范圍和能力。另外，當(dāng)光催化劑由于使用多次而導(dǎo)致催化效果不明顯時(shí)，可拆下活性炭鏈2進(jìn)行更換，使用方便，同時(shí)保證了反應(yīng)裝置的可重復(fù)操作性。
[0031]綜上所述，本實(shí)施例光催化降解水中污染物的裝置，使用方便，光催化效率高；活性炭鏈2更換方便，保證了反應(yīng)裝置的可重復(fù)操作性；活性炭顆粒8本身還可起到協(xié)同吸附的作用，擴(kuò)大了處理污染物的范圍和能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光催化降解水中污染物的裝置，包括反應(yīng)槽以及作為催化光源的紫外燈管，其特征在于，所述紫外燈管立置于反應(yīng)槽中，所述紫外燈管周圍掛有若干條活性炭鏈，所述活性炭鏈由若干活性炭簇經(jīng)長(zhǎng)纖維串連而成，所述活性炭簇是由若干活性炭顆粒通過支撐桿連接形成的空心球狀結(jié)構(gòu)，活性炭顆粒表面有光催化劑涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的光催化降解水中污染物的裝置，其特征在于，所述紫外燈管的外部罩有保護(hù)管。
3.如權(quán)利要求1所述的光催化降解水中污染物的裝置，其特征在于，所述紫外燈管與作為電源的太陽能電池相連。
4.如權(quán)利要求1所述的光催化降解水中污染物的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)槽的頂部和底部各設(shè)有一由兩根交叉放置的橫桿構(gòu)成的支架，所述紫外燈管和活性炭鏈設(shè)于兩支架之間。
5.如權(quán)利要求4所述的光催化降解水中污染物的裝置，其特征在于，所述橫桿上帶有若干套環(huán)。
6.如權(quán)利要求5所述的光催化降解水中污染物的裝置，其特征在于，所述長(zhǎng)纖維的兩端均帶有用于與所述套環(huán)配合的掛鉤。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光催化降解水中污染物的裝置，包括反應(yīng)槽以及作為催化光源的紫外燈管，其特征在于，所述紫外燈管立置于反應(yīng)槽中，所述紫外燈管周圍掛有若干條活性炭鏈，所述活性炭鏈由若干活性炭簇經(jīng)長(zhǎng)纖維串連而成，所述活性炭簇是由若干活性炭顆粒通過支撐桿連接形成的空心球狀結(jié)構(gòu)，活性炭顆粒表面有光催化劑涂層。本實(shí)用新型光催化降解水中污染物的裝置，使用方便，光催化效率高；活性炭鏈更換方便，保證了反應(yīng)裝置的可重復(fù)操作性；活性炭顆粒本身還可起到協(xié)同吸附的作用，擴(kuò)大了處理污染物的范圍和能力。
【IPC分類】C02F1-72, C02F1-28, C02F1-32
【公開號(hào)】CN204324943
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420758220
【發(fā)明人】朱納鑫, 石曉東, 胡靜濤, 王春春, 唐家振, 郭張璠, 王齊
【申請(qǐng)人】浙江工商大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月4日