[實用新型]納米TiO2光催化氧化難生物降解有機廢水反應器

無效

• 申請號: 200720048640.5
• 申請日: 2007-02-13
• 公開（公告）號: CN201080442Y
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 周瑞興;溫鏡新;黃少斌
• 申請（專利權）人: 廣州金川環保設備有限公司
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/32;B01D21/06
• 代理公司: 廣州三辰專利事務所
• 代理人: 范欽正

技術領域

本實用新型是一種改進的納米TiO₂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。

背景技術

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TiO2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TiO2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。在投入市場的鈦膜反應器中，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TiO₂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60°～75°照射。

本實用新型的工作原理是這樣的，參照附圖1-4，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)

TiO₂/MO₂+hv→TiO₂/MO₂(h⁺)+e^-

TiO₂/MO₂(h⁺)+H₂O→TiO₂/MO₂+·OH+H⁺

H₂O+·OH+e^-→·O^-

2+H⁺→HO₂·

TiO₂/MO₂(h⁺)+OH^-→TiO₂/MO₂+·OH

TiO₂/MO₂(h⁺)+RH+OH^-→TiO₂/MO₂+R·+H₂O

·OH和·O^-₂使吸附在TiO₂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·O^-₂的作用下分別形成CO₂、H₂O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CO₂，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。