[发明专利]太阳能光催化降解装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能光催化降解装置，属于污水处理技术领域。

背景技术

随着经济的迅速发展，生活和工业污水排放量逐渐增加，水污染问题日益严重。工业污水和一般生活污水中存在的污染物主要包括有机染料、无机离子、固体颗粒或胶体、微生物等。对于含有这些污染物的废水，通常的处理手段有是通过絮凝、电解沉积、物理吸附(包括过滤)、化学处理、微生物降解等。这些传统的污水处理方法难以彻底净化污水中的可溶性有害物质和细微颗粒物，存在高能耗、二次污染、处理效率低等问题，还需要经过后续进一步处理才能去除。而利用具有紫外可见光响应能力的改性光催化材料作为催化剂，在充分利用太阳光中含量较少的紫外光(3～5％)同时，也可以有效利用太阳光中的可见光，扩大太阳光光谱利用范围，提高污水净化效率。太阳能是一种绿色能源，而目前的光催化降解装置使用的是模拟太阳光，消耗电能，造成资源的浪费，如果能有效的将太阳能用于污水处理，将会带来很高的经济效益，充分体现绿色节能的原则。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种太阳能光催化降解装置，本发明的目的是提供一种绿色节能、催化效果好、易于实现规模化、程序化、功能化的污水净化装置，可进行高效化、高太阳光光源利用率的光催化降解过程。此光催化降解过程易控制，实验精度和效率值高，实现绿色节能效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：太阳能光催化降解装置，其特征在于主要包括如下组成部分：

太阳能光催化降解装置，其特征在于主要包括如下组成部分：

四个并排连通的反应罐(1、2、3和4)，位于该装置上部，用于提供污水与改性催化剂混合及光催化降解的场所；

透明阶梯形光催化反应斜槽(5)，位于该装置的中部，是本发明的核心部分，用于提供反应液均匀化和高效吸收太阳光进行光催化降解的场所；

太阳能电池板(16)，位于该装置的左侧，用于将太阳能转换成电能储存在蓄电池中，配合外部电源，提供夜晚和阴天等光照不足条件下的光催化降解所需光源，节约能源；

集水池(8)，位于该装置的下部，用于储存经透明阶梯形光催化反应斜槽(5)降解后的污水；

水泵(9)和输水管(10)，连接在反应罐(4)和集水池(8)之间，用于污水的循环降解；

气泵(11)，用于提供通入气体所需的动力；

通气管(12)，位于气泵(11)与反应罐(1、2、3、4)中的喷气管之间，用于输送反应气体；

支撑结构(7-1和7-2)，位于反应罐(1、2、3、4)和透明阶梯形光催化反应斜槽(5)的下方，用于支撑固定反应装置。

优选的，所述四个并排连通的反应罐1、2、3和4，以反应罐4为例，其结构设计包括反应罐外壳(4-1)、反应罐罐盖(4-8)、紫外可见光灯管(4-5)、中空管(4-4)、两个成对称位置的搅拌器(4-3)和(4-6)、喷气管(4-2)、取样口(4-7)和连通管(4-9)。其中：中空管，用于放置紫外可见光灯管，向其外部的反应罐中高效提供光源；搅拌器，两组平叶状桨叶锚式搅拌器对称分布于反应罐和中空管之间，用于搅拌反应罐中的污水溶液使之均匀混合；喷气管，位于该装置内部，用于向反应罐内喷入反应气体，以控制反应溶液体系的气氛；取样口，位于该装置上部，用于定期从反应罐中取样，以分析反应罐中的污水光催化降解情况。反应罐外壳，搅拌器和中空管依次位于所述反应罐4的外部，中部和内部。

优选的，所述四个并排连通的反应罐1、2、3和4内部的外壳上均含有喷气管，以反应罐4为例，其喷气管(4-2)上均匀分布许多喷气小孔，用于向反应罐内喷入气体，四个反应罐中的喷气管均与其上部的通气管(12)相连接。

优选的，所述反应罐(1、2、3和4)呈中空圆柱形透明结构，之间由连通管相连，其中反应罐4的结构分布为，顶部是反应罐罐盖(4-8)，右侧为喷气管，左上侧为取样口，中间固定有中空管，中空管左右两侧为搅拌器，中空管中带有紫外可见光灯(4-5)。搅拌器和取样口均固定在反应罐罐盖上；搅拌器为锚式，上面分别均匀对称的分布10个平叶状桨叶。同时四个反应罐的上部均有一个取样口，用于定期取样检测，反应罐1、2、3和4的下方分别含有向透明阶梯形光催化反应斜槽(5)调控输水速度的给水阀门15-1、15-2、15-3和15-4，并且反应罐(1)的左上部有用于向装置中输入污水的进水口(17)，左下部有用于将降解完全后的污水排出的排水口(18)。