[發明專利]一種基于光電協同的廢水降解工藝

在審

• 申請號: 202010156268.X
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111333143A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 邊永根
• 申請（專利權）人: 邊永根
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/461;C02F9/08;C02F101/30;C02F101/10;C02F101/20
• 代理公司: 紹興市寅越專利代理事務所(普通合伙) 33285
• 代理人: 胡國平

本發明公開了一種基于光電協同的廢水降解工藝，包括如下步驟：步驟1，將有機廢水加入至儲液罐中進行過濾處理，利用物理過濾的方式將有機廢水中的顆粒物去除；步驟2，將經過過濾的廢水通過循環泵引入光電降解裝置內進行降解處理；步驟3，經過光電降解后的廢水排入至儲液罐內中進行過濾處理；以上述流程為一個循環，將最后排入儲液罐內的廢水重新排入光電降解裝置內進行連續的循環處理,直至COD和BOD達到排放標準；步驟4，將循環處理完成的廢水通入膜過濾組件中，將降解產生的鹽分去除，最終使處理水的綜合水質達到污水排放標準。本發明利用光催化為技術核心，輔以電壓電容體系特性，形成空穴電子的快速轉移，達到快速降解的效果，提高水處理的效果。

技術領域

本發明屬于環保領域，也屬于光催化領域，具體涉及一種基于光電協同的廢水降解工藝。

背景技術

工業化進程的不斷加深造成了對資源與能源的巨大浪費，水污染，能源危機等問題凸顯。開發有效的污水處理工藝一直以來都是環境保護工作的重點。以廢水的成分而言，廢水一般可以分為無機廢水和有機廢水，無機廢水主要含有重金屬、重金屬絡合物、酸堿、氰化物、硫化物、鹵素離子以及其他無機離子等。有機廢水含有常用的有機溶劑、有機酸、醚類、多氯聯苯、有機磷化合物、石油類、油脂類、酚類、酮等物質，相比而言，有機廢水比無機廢水的毒性更高，污染的范圍更廣，帶來的危害更嚴重。然而傳統的污水處理工藝如化學法、物理法和生物法等工藝仍然存在高能耗、高成本和工藝復雜等問題。

半導體光催化氧化技術作為高級氧化技術的一種，其可以在室溫下將水、空氣和土壤中的有機污染物完全氧化，被認為是最具前途的高級氧化技術之一，與傳統的污染物處理方法相比具有綠色、節能、高效、無二次污染和污染物降解徹底等優點。光催化氧化反應是光反應和催化反應的有機結合，是在光和催化劑共同作用下的光化學反應，而高效的光催化劑是該技術的關鍵所在。然而光催化技術來看，催化過程同時產生光生電子和空穴，而二者又極易復合，嚴重影響光催化降解有機物的效率，這也限制了光催化技術在環保領域的深入應用。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明提供一種基于光電協同的廢水降解工藝，解決了現有光催化技術的缺陷，利用光催化為技術核心，輔以電壓電容體系特性，形成空穴電子的快速轉移，達到快速降解的效果，提高水處理的效果。

為實現以上技術目的，本發明的技術方案是：

一種基于光電協同的廢水降解工藝，包括如下步驟：

步驟1，將有機廢水加入至儲液罐中進行過濾處理，利用物理過濾的方式將有機廢水中的顆粒物去除；所述過濾處理采用多層微孔過濾板，所述多層過濾板能夠有效的利用過濾板本身的細孔結構，確保有機分子過濾的同時，能夠保證廢液中的顆粒物截留，防止其進入后續的光電協同體系中影響降解效率；

步驟2，將經過過濾的廢水通過循環泵引入光電降解裝置內進行降解處理，所述光電降裝置采用多孔結構的陽極板和陰極板，且多孔結構的孔隙率為100-200ppi，所述陰極板和陽極板表面均設置有光催化薄膜，且所述陽極板和陰極板采用相同材料，所述陽極板和陰極板之間設置有階梯交變電壓，所述陽極板與陰極板之間的間距為40-50mm，所述陽極板和陰極板表面均照射紫外燈；階梯交變電壓能夠在陽極板與陰極板間形成電容結構，電容兩側的陽極板和陰極板形成正極板和負極板，負極板表面富集大量電子，形成富電子體系，正極板的電子大量缺失形成缺電子體系,缺電子體系和負電子體系隨著交變電壓的變化，形成電子的快速轉移，形成表面電子結構的變化，結合光催化薄膜的光照激發相結合的方式，特別是二氧化鈦在紫外光下產生電子與空穴的結構，缺電子體系以空穴結構為主，而富電子體系以光催化表面的電子結構為主，光催化表面的空穴與電子對有機污染具有良好的降解效果，形成快速降解體系，在此基礎上，隨著電子在交變電壓變化過程中，在陽極板和陰極板之間形成空穴結構與電子結構的轉變，并且在每個轉變過程中形成快速的整體上的空穴與電子的復合，實現有機物的快速降解效果，提升了光催化的降解效率；

步驟3，經過光電降解后的廢水排入至儲液罐內中進行過濾處理；