[发明专利]一种利用电化学反应及光催化反应处理废水的装置

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，涉及一种利用电化学反应及光催化反应处理废水的装置。

背景技术

光催化氧化技术，是利用光生强氧化剂将废水中有机污染物彻底氧化为H₂O、CO₂等小分子，特别是对难降解的有机物具有很好的氧化分解作用。光催化氧化技术具有反应条件温和，对人体及环境无毒无害，适用范围广等优点，是一种非常具有应用前景的有机废水处理方法，但目前光催化处理废水还存在能量利用率低等问题。

电化学法处理废水一般无需很多化学药品，处理简单，占地面积小，管理方便，污泥量很少，被称为清洁处理法。近年来随着有机电化学理论的深入研究，证实不少有机化合物的氧化还原、加成和分解反应都可以在电极上进行，使电化学法在处理有机废水方面的研究有可能向前迈进一步。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用电化学反应及光催化反应处理废水的装置，解决了现有技术中光催化法、电化学法分别处理废水时存在能量利用率低的问题。本发明可以有效的对有机废水进行处理。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用电化学反应及光催化反应处理废水的装置，包括电化学催化装置和光催化装置，电化学催化装置包括若干个并联的电化学催化单元，电化学催化单元包括第一反应腔，第一反应腔内设有两个阳极板，两个阳极板之间设置有一个阴极板，阳极板和阴极板分别与电源连接；第一反应腔侧壁的上部设有第一进水管，第一反应腔侧壁的下部设有第一出水管。

光催化装置包括第二反应腔，第二反应腔侧壁的上端设置有第二出水管，第二反应腔侧壁的下端设置有第二进水管，第一出水管与第二进水管连通；第二反应腔内设有若干个套管，套管的表面涂有光催化剂膜，套管内设有紫外光源。

优选地，第二反应腔内还设有不同直径的负载有光催化剂膜的金属丝网圈，石英套管设置在相邻的金属丝网圈之间。

进一步优选地，所述光催化剂膜为纳米TiO₂膜，所述套管为石英套管，所述金属丝网圈为不锈钢丝网。

进一步优选地，所述紫外光源均匀分布在石英套管的环形空间内。

优选地，第二反应腔内设有搅拌轴，搅拌轴的上部穿出第二反应腔的顶部与电机的输出轴连接，搅拌轴的下部设有搅拌叶片。

优选地，第二反应腔的内壁贴有反光层。

优选地，第二反应腔下部设有曝气器。

优选地，第二进水管的管口处设有挡片，第二出水管上设有止回阀。

优选地，所述紫外光源为UV-LED光源。

优选地，所述阳极板和阴极板平行，阳极板和阴极板均为多孔性石墨板，阳极板与阴极板的间距为0.2cm～0.4cm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的一种利用电化学反应及光催化反应处理废水的装置，采用电化学催化装置联合光催化装置对废水中的有机物进行降解，有机废水在电化学催化装置内催化后COD大大降低，再流入光催化装置中进一步催化，电解水产生的高活性氧源作为光催化的催化剂，可加快有机物的降解速率，直至达到排放标准，比单纯采用光催化或电解的加和效果好。整个过程无毒、环保，符合绿色化学的发展趋势。

进一步地，石英套管表面涂有纳米TiO₂膜，不锈钢丝网圈负载有纳米TiO₂膜，使反应液和光催化剂的接触面积增大，提高光催化反应效率和能量利用率。

进一步地，紫外光源为UV-LED光源，具有光源简单、环保节能的优点，不含对人体及环境有危害性的水银；LED属于冷光源，能量损耗小，几乎所有能量都转化为光能，具有较长的使用寿命，且LED灯有较好的光谱纯度。

进一步地，第二进水管的管口处设有挡片，可使废水匀速匀量地进入第二反应腔。

进一步地，曝气器作为催化剂，可向光催化装置中通入空气或纯氧，加快有机物的降解速率。

附图说明

图1为本发明提供的一种利用电化学反应及光催化反应处理废水的装置的结构示意图；

其中，1为电化学催化单元，11为第一进水管，12为电源，13为第一出水管，14为第一反应腔，15为阴极板，16为阳极板；2为光催化装置，21为第二进水管，22为第二反应腔，23为反光层，24为金属丝网圈，25为套管，26为紫外光源，27为电机，28为搅拌轴，29为第二出水管，210为止回阀，211为搅拌叶片，212为曝气器。

具体实施方式