[發明專利]一種固定膜光催化氧化廢水處理裝置

無效

• 申請號: 201010291926.2
• 申請日: 2010-09-26
• 公開（公告）號: CN102303919A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 李巧玲;楊曉峰;陳志萍;李建強;景紅霞;李延斌
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/32
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明屬于工業廢水處理技術領域，涉及一種以光催化氧化為主要凈化方式的廢水凈化處理裝置，具體涉及一種固定膜光催化氧化廢水處理裝置。

背景技術

光催化氧化方法是處理有機廢水的一種重要方法，具有氧化有機物徹底，可將有機物完全礦化為對環境沒有污染的CO₂、H₂O及礦物酸，反應條件溫和，對溫度、pH值沒有特殊的要求等優點，在有機廢水處理領域有著極其廣泛的應用前景。

目前，利用光催化氧化技術處理有機廢水的各種反應器中，光催化劑的存在形式主要有固定膜式和懸浮式兩種。

懸浮式的光催化氧化處理裝置，?一般是將粉末狀的光催化劑顆粒與待處理水混合形成懸浮催化劑的混合液，將混合液送入光催化反應區后，在強制循環條件下反應，最后經膜分離去除催化劑，實現水處理過程的連續運行。該類反應器在實際運行中存在分離難的問題：當采用混凝沉淀法對光催化劑分離時，操作煩瑣，催化劑難以回收再用，且不能連續運行；采用濾膜法對光催化劑進行分離時，光催化劑會在分離膜表面積累，導致膜阻力上升，水處理能力降低，而濾膜法中分離膜及反應器需定期清洗，不利于連續運行。

使用固定膜式的光催化氧化反應裝置對有機廢水處理，可省去懸浮體系中催化劑的分離與回收工序，實現連續運行。但目前該類反應器大多以利用自然光（太陽光）為照射光源，存在如下缺陷：（1）需要太陽能跟蹤裝置，大大增加了建造成本；（2）反應器只能利用太陽光的紫外輻射（約4%），反應效率較低；（3）反應器對天氣變化的適應性較差，陰雨天氣處理效率顯著降低。目前，也有以紫外光為光源的固定膜催化氧化處理器，中國專利200920106910.2公開了一種連續光催化氧化處理廢水的裝置，包括一個具有一進水管及一出水管的箱體，箱體內布設有多個石英玻璃內管和隔板，石英玻璃內管中設有紫外燈，隔板上固結有催化劑。這種處理裝置存在幾下缺點：（1）石英玻璃內管置于箱體內，不利于清洗更換；（2）紫外燈在長時間工作時，溫度升高，容易使石英玻璃內管的外壁結垢，影響反應效率；（3）無法充分利用紫外光，造成了部分光源的浪費。

現有固定膜式的光催化氧化反應裝置結構不合理，存在反應效率低，成本高、清洗更換不方便的問題。發明內容

本發明是為了解決現有固定膜式光催化氧化反應裝置結構不合理，存在反應效率低，成本高、清洗更換不方便的問題，而提供了一種固定膜光催化氧化廢水處理裝置。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種固定膜光催化氧化廢水處理裝置，包括固定膜光催化氧化反應器、供水系統，出水系統和進氣系統，固定膜光催化氧化反應器為底部設有進水口，上部設有出水口，內部固定有導氣管和光催化板的玻璃罐，進水口與供水系統相連，出水口與出水系統相連，進氣系統與導氣管連接，其中固定膜光催化氧化反應器的底部中央設有一個圓形孔，其內安裝有紫外燈的石英玻璃內管通過圓形孔貫穿固定于固定膜光催化氧化反應器中央，圓形孔凸起的外壁與石英玻璃內管的內壁密封連接。在進行廢水處理時，廢水經供水系統進入固定膜光催化氧化反應器內，通過供氣系統將氧化性氣體經導氣管輸入固定膜光催化氧化反應器內，石英玻璃內管安裝有紫外燈，石英玻璃可保證紫外線有較好的穿透性，使得光催化板在紫外燈的照射下與廢水接觸進行光催化氧化處理，氧化性氣體既起到攪拌的作用，又提高光催化氧化反應的速率與效率，廢水處理完后通過出水口排入出水系統。

進一步地，固定膜光催化氧化反應器底部的圓形孔凸起的外壁為凸形外磨口，并具有一定錐度，石英玻璃內管下部與磨砂面接觸的部分的內壁為凹形外膜口，且具有與圓形孔錐度向吻配的錐度，使用時，可以避免漏水情況的發生，以滿足工業廢水處理需要，同時使得拆卸、清洗、更換更方便。

所述石英玻璃內管兩端設有卡箍，紫外燈通過卡箍固定在石英玻璃內管中，卡箍上開設有通風口，既可保證紫外燈的通風，使紫外燈常時間工作溫度不會升高，又可防止廢水在石英玻璃內管的外壁結垢。

光催化板是將泡沫金屬網升溫后用光催化劑或其前驅體溶膠進行復合、焙燒后所得的泡沫金屬網。所用的光催化劑為TiO₂、CdS、MoO₃、V₂O₅、或ZnO，或者它們以任意比例的混合物。