[发明专利]一种固定膜光催化氧化废水处理装置

说明书

技术领域

本发明属于工业废水处理技术领域，涉及一种以光催化氧化为主要净化方式的废水净化处理装置，具体涉及一种固定膜光催化氧化废水处理装置。

背景技术

光催化氧化方法是处理有机废水的一种重要方法，具有氧化有机物彻底，可将有机物完全矿化为对环境没有污染的CO₂、H₂O及矿物酸，反应条件温和，对温度、pH值没有特殊的要求等优点，在有机废水处理领域有着极其广泛的应用前景。

目前，利用光催化氧化技术处理有机废水的各种反应器中，光催化剂的存在形式主要有固定膜式和悬浮式两种。

悬浮式的光催化氧化处理装置， 一般是将粉末状的光催化剂颗粒与待处理水混合形成悬浮催化剂的混合液，将混合液送入光催化反应区后，在强制循环条件下反应，最后经膜分离去除催化剂，实现水处理过程的连续运行。该类反应器在实际运行中存在分离难的问题：当采用混凝沉淀法对光催化剂分离时，操作烦琐，催化剂难以回收再用，且不能连续运行；采用滤膜法对光催化剂进行分离时，光催化剂会在分离膜表面积累，导致膜阻力上升，水处理能力降低，而滤膜法中分离膜及反应器需定期清洗，不利于连续运行。

使用固定膜式的光催化氧化反应装置对有机废水处理，可省去悬浮体系中催化剂的分离与回收工序，实现连续运行。但目前该类反应器大多以利用自然光（太阳光）为照射光源，存在如下缺陷：（1）需要太阳能跟踪装置，大大增加了建造成本；（2）反应器只能利用太阳光的紫外辐射（约4%），反应效率较低；（3）反应器对天气变化的适应性较差，阴雨天气处理效率显著降低。目前，也有以紫外光为光源的固定膜催化氧化处理器，中国专利200920106910.2公开了一种连续光催化氧化处理废水的装置，包括一个具有一进水管及一出水管的箱体，箱体内布设有多个石英玻璃内管和隔板，石英玻璃内管中设有紫外灯，隔板上固结有催化剂。这种处理装置存在几下缺点：（1）石英玻璃内管置于箱体内，不利于清洗更换；（2）紫外灯在长时间工作时，温度升高，容易使石英玻璃内管的外壁结垢，影响反应效率；（3）无法充分利用紫外光，造成了部分光源的浪费。

现有固定膜式的光催化氧化反应装置结构不合理，存在反应效率低，成本高、清洗更换不方便的问题。发明内容

本发明是为了解决现有固定膜式光催化氧化反应装置结构不合理，存在反应效率低，成本高、清洗更换不方便的问题，而提供了一种固定膜光催化氧化废水处理装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种固定膜光催化氧化废水处理装置，包括固定膜光催化氧化反应器、供水系统，出水系统和进气系统，固定膜光催化氧化反应器为底部设有进水口，上部设有出水口，内部固定有导气管和光催化板的玻璃罐，进水口与供水系统相连，出水口与出水系统相连，进气系统与导气管连接，其中固定膜光催化氧化反应器的底部中央设有一个圆形孔，其内安装有紫外灯的石英玻璃内管通过圆形孔贯穿固定于固定膜光催化氧化反应器中央，圆形孔凸起的外壁与石英玻璃内管的内壁密封连接。在进行废水处理时，废水经供水系统进入固定膜光催化氧化反应器内，通过供气系统将氧化性气体经导气管输入固定膜光催化氧化反应器内，石英玻璃内管安装有紫外灯，石英玻璃可保证紫外线有较好的穿透性，使得光催化板在紫外灯的照射下与废水接触进行光催化氧化处理，氧化性气体既起到搅拌的作用，又提高光催化氧化反应的速率与效率，废水处理完后通过出水口排入出水系统。

进一步地，固定膜光催化氧化反应器底部的圆形孔凸起的外壁为凸形外磨口，并具有一定锥度，石英玻璃内管下部与磨砂面接触的部分的内壁为凹形外膜口，且具有与圆形孔锥度向吻配的锥度，使用时，可以避免漏水情况的发生，以满足工业废水处理需要，同时使得拆卸、清洗、更换更方便。

所述石英玻璃内管两端设有卡箍，紫外灯通过卡箍固定在石英玻璃内管中，卡箍上开设有通风口，既可保证紫外灯的通风，使紫外灯常时间工作温度不会升高，又可防止废水在石英玻璃内管的外壁结垢。

光催化板是将泡沫金属网升温后用光催化剂或其前驱体溶胶进行复合、焙烧后所得的泡沫金属网。所用的光催化剂为TiO₂、CdS、MoO₃、V₂O₅、或ZnO，或者它们以任意比例的混合物。